【摘 要】
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针对现有PDC复合片无法很有效的吃入硬性地层,在研磨性地层中磨损大,容易产生损坏的特点,提出一种新型钻头的切削结构,使用布有锥型齿的旋切轮,形成井底的网状切削痕迹,增强
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针对现有PDC复合片无法很有效的吃入硬性地层,在研磨性地层中磨损大,容易产生损坏的特点,提出一种新型钻头的切削结构,使用布有锥型齿的旋切轮,形成井底的网状切削痕迹,增强破岩效果。本文用试验和有限元仿真的方法研究了锥型齿切削角度、切削深度和切削速度等参数对切削力的影响。主要成果为:(1)在相同切削深度和切削速度时,切削角度为20°时,切削力最小,切削比功最小;(2)切削角度和切削速度相同的情况下,切削力随切削深度逐渐变大,切削比功随切削深度逐渐变小;(3)相同切削深度和切削角度下,切削力随切削速度增大,切削比功变化规律相同;(4)切削力和切削比功随齿间距的增大逐渐增大;(5)相同切削因素下,锥型齿的破岩效果更好。在进行切削和有限元仿真的基础上,结合Kymera组合式钻头和刮削式金刚石钻头的设计思路,提出旋切式PDC钻头的整体结构。通过已经有的PDC钻头设计理论和方法,计算了PDC刀翼的剖面形状和PDC的布齿;计算得出了旋切轮在PDC钻头的空间位置参数和旋切轮锥型齿布齿规律,得出整体旋切式PDC钻头的结构。
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