冲旋钻头破岩机理仿真研究 被引量：31

1

作者 黄志强 范永涛 +2 位作者 魏振强 谭力 卜燕 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期148-150,共3页

介绍了冲旋钻井中冲旋钻头与岩石互作用有限元模型的建立过程,并对冲旋钻头在冲击旋转和单纯冲击载荷作用下的破岩过程进行了计算机仿真研究,描述了冲旋钻头破岩过程,求出了相应的钻头破碎岩石的深度、体积时程关系对比曲线,揭示了冲旋... 介绍了冲旋钻井中冲旋钻头与岩石互作用有限元模型的建立过程,并对冲旋钻头在冲击旋转和单纯冲击载荷作用下的破岩过程进行了计算机仿真研究,描述了冲旋钻头破岩过程,求出了相应的钻头破碎岩石的深度、体积时程关系对比曲线,揭示了冲旋钻头的破岩机理——钻头在冲旋作用下破碎岩石的过程可分为4个阶段、钻头破碎岩石深度主要取决于冲击作用而与旋转作用关系不大、破岩体积在冲旋作用下比单纯冲击载荷作用下要大一倍左右,为冲旋钻头在石油工业中的进一步推广应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 计算机仿真 冲旋钻井 冲旋钻头 破岩机理

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冲旋钻头的现状及发展趋势 被引量：7

2

作者 黄志强 范永涛 +3 位作者 李琴 卜燕 沈培强 黄宇 《石油矿场机械》 2009年第2期92-96,共5页

介绍了冲旋钻进技术的应用概况,阐述了国内外冲旋钻进用冲旋钻头的技术现状,包括改装牙轮钻头、冲击类专用钻头(硬质合金钻头、金刚石钻头)、新型钻头等,并分析了它们各自的特点,提出了冲旋钻头的发展趋势。对我国冲旋钻头的结构优化和... 介绍了冲旋钻进技术的应用概况,阐述了国内外冲旋钻进用冲旋钻头的技术现状,包括改装牙轮钻头、冲击类专用钻头(硬质合金钻头、金刚石钻头)、新型钻头等,并分析了它们各自的特点,提出了冲旋钻头的发展趋势。对我国冲旋钻头的结构优化和新型冲旋钻头的研制具有指导作用。 展开更多

关键词 冲旋钻进 冲旋钻头 硬质合金钻头 发展

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空气冲旋钻头井底流场研究现状 被引量：4

3

作者 谭力 毛莉君 +2 位作者 田佳弋 杨建华 周显彬 《石油矿场机械》 2009年第8期85-88,共4页

开展空气冲旋钻头井底流场研究有利于解决钻井中存在的岩屑难于上返、在井底重复破碎的问题。介绍了空气冲旋钻头井底流场研究的方法、相关研究的主要内容和结论。现有研究对空气冲旋钻头井底流场研究较少,应尽快开展相关研究,推荐使用... 开展空气冲旋钻头井底流场研究有利于解决钻井中存在的岩屑难于上返、在井底重复破碎的问题。介绍了空气冲旋钻头井底流场研究的方法、相关研究的主要内容和结论。现有研究对空气冲旋钻头井底流场研究较少,应尽快开展相关研究,推荐使用数值模拟的方式,在条件允许的情况下应积极开展试验研究作为验证,并提供可靠的依据。 展开更多

关键词 空气钻井 冲旋钻头 井底流场 数值模拟

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冲旋钻头结构对其寿命及破岩效率的影响研究 被引量：4

4

作者 徐海良 郑义 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第12期1599-1603,共5页

为研究气体冲旋钻头结构对其破岩性能的影响,文章采用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,以岩石力学和有限元理论为基础,选择适合岩石侵彻问题的Drucker-Prager本构模型,建立了气体冲旋钻头破岩的有限元模型,模拟不同结构气体冲旋钻头... 为研究气体冲旋钻头结构对其破岩性能的影响,文章采用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,以岩石力学和有限元理论为基础,选择适合岩石侵彻问题的Drucker-Prager本构模型,建立了气体冲旋钻头破岩的有限元模型,模拟不同结构气体冲旋钻头破岩的过程,得到了钻头破岩过程中力与时间的变化曲线以及平均力、比能随结构参数变化的曲线;当第2齿面倾角取25°、第3齿面倾角取44°、露齿高度取7.25mm、钻齿半径取6.75mm时,钻头所受的阻力平均值和钻头破岩所需比能较小,有利于延长气体冲旋钻头的使用寿命,并能提高能量利用率。 展开更多

关键词 冲旋钻头 ANSYS/LS-DYNA软件 有限元 齿面倾角 载荷波动

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空气冲旋钻头牙齿失效分析与新材料实验研究 被引量：3

5

作者 黄志强 沈岳 +2 位作者 卜艳 黄继亮 黄伟 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期175-178,共4页

针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重,导致破岩效率低、使用寿命短等问题,采用纳米改型技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料,对其性能、组织结构进行分析,对其耐磨性、耐冲击性进... 针对目前空气冲旋钻头钻进中牙齿频繁断裂、脱落以及磨损严重,导致破岩效率低、使用寿命短等问题,采用纳米改型技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料,对其性能、组织结构进行分析,对其耐磨性、耐冲击性进行实验研究,结果表明:加入3%的纳米Al2O3并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的组织结构、细化晶粒,复合材料的耐磨性和耐冲击性能得到大幅提高,较硬质合金YG8提高4～8倍。为大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命提供了可能性。 展开更多

关键词 冲旋钻头 纳米复合材料 Al2O3/WC-Co 组织结构 实验研究

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提高空气冲旋钻井钻头牙齿使用寿命的试验研究 被引量：3

6

作者 涂小芳 朱伟鑫 兰世友 《石油矿场机械》 2008年第9期74-77,共4页

针对目前空气冲旋钻头在工作的过程中遇到牙齿容易出现磨损和断裂失效的问题,应用纳米复合材料的相关理论和制备技术开展了Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的系列试验研究。结果表明：加入3%的纳米Al2O3并添加适量的抑制剂和稀土元素能明... 针对目前空气冲旋钻头在工作的过程中遇到牙齿容易出现磨损和断裂失效的问题,应用纳米复合材料的相关理论和制备技术开展了Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的系列试验研究。结果表明：加入3%的纳米Al2O3并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的组织结构,晶粒明显得到细化;耐磨性和耐冲击性能得到很大提高,较硬质合金YG8提高了7-10倍;为大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命提供了可能性,能较好地满足石油钻探冲旋钻井的需要。 展开更多

关键词 冲旋钻头 牙齿 使用寿命 纳米复合材料 Al2O3/WC-Co 组织结构

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冲旋钻头边齿力学分析及倾角设计 被引量：3

7

作者 黄志强 谭力 +2 位作者 金鑫 李琴 王晓凤 《物探装备》 2007年第2期87-91,共5页

文章通过对钻头边齿的力学分析,找出了危险点。明确了牙齿最可能的破坏不是受压或受拉破坏,而是剪切破坏。分析了危险点的应力与钻头边齿倾角的关系,确定了合理的边齿倾角设计范围是30°～45°。在冲击力较小的情况下可放宽到20... 文章通过对钻头边齿的力学分析,找出了危险点。明确了牙齿最可能的破坏不是受压或受拉破坏,而是剪切破坏。分析了危险点的应力与钻头边齿倾角的关系,确定了合理的边齿倾角设计范围是30°～45°。在冲击力较小的情况下可放宽到20°～50°;在冲击力较大的情况下可缩小到35°～40°,为科学设计冲旋钻头边齿倾角提供了理论依据。初步实验结果表明,按照上述准则设计的冲旋钻头寿命得到了有效地提高。 展开更多

关键词 冲旋钻头 力学分析 边齿倾角 设计

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空气冲旋钻井机械钻速仿真算法 被引量：2

8

作者 林元华 李润方 +2 位作者 施太和 梁政 林腾蛟 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1-6,共6页

钻井机械钻速预测是难题。以前,研究者们常根据现场数据或试验数据,用统计拟合分析方法得出机械钻速的经验或半经验关系式。这些经验或半经验公式包括一些很难确定的系数准确性和可靠性差。为此,作者结合三牙轮钻头有关的理论,建立了空... 钻井机械钻速预测是难题。以前,研究者们常根据现场数据或试验数据,用统计拟合分析方法得出机械钻速的经验或半经验关系式。这些经验或半经验公式包括一些很难确定的系数准确性和可靠性差。为此,作者结合三牙轮钻头有关的理论,建立了空气冲旋钻井钻头的真实数学模型、真实井底模型和钻头牙齿与井底岩石互作用模型,用计算机仿真方法预测出了空气冲旋钻井机械钻速。使用表明,该模型可靠,计算结果与实际机械钻速基本一致,研究成果可用于冲旋钻头改进、优化设计和钻井参数优选。 展开更多

关键词 空气冲旋钻井 冲旋钻头 机械钻速 仿真 岩石破碎

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基于GBDT算法的空气冲旋钻井机械速度预测方法 被引量：1

9

作者 夏冰 《制造业自动化》 CSCD 北大核心 2022年第3期185-188,共4页

在石油开采中,为在坚硬且严重倾斜的地层中准确感知钻井速度、避免增加井斜角,提出一种基于GBDT算法的空气冲旋钻井机械速度预测方法。在建模分析冲旋钻头的基础上建立坐标系,平移、旋转处理位于坐标系上的齿头点,使其全部处于在冲旋钻... 在石油开采中,为在坚硬且严重倾斜的地层中准确感知钻井速度、避免增加井斜角,提出一种基于GBDT算法的空气冲旋钻井机械速度预测方法。在建模分析冲旋钻头的基础上建立坐标系,平移、旋转处理位于坐标系上的齿头点,使其全部处于在冲旋钻头上。采集钻井机械在工作状态下的各项参数,利用GBDT算法的基函数线性组合分类方式,在反复训练过程中不断减小分类残差,分类并回归处理钻井机械参数,明确机械工作参数与钻速间的关系,完成对钻井速度的预测。实验结果表明:该方法的预测结果与真实结果之间具有较高的拟合度,且具有理想的泛化能力,可降低预测过程陷入过拟合的概率。 展开更多

关键词 GBDT算法 空气冲旋钻井机械 冲旋钻头 拟合度 弱分类器

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冲旋钻头的现状及发展趋势

10

作者 黄志强 范永涛 谭力 《矿山机械》 北大核心 2009年第5期4-8,共5页

阐述了冲旋钻进技术的应用概况以及冲旋钻头的国内外现状,包括改装牙轮钻头、冲击类专用钻头(硬质合金钻头、金刚石钻头)、新型钻头等,并分析了它们各自的特点,提出了冲旋钻头的发展趋势,对我国冲旋钻头的结构优化和新型冲旋钻头的研制... 阐述了冲旋钻进技术的应用概况以及冲旋钻头的国内外现状,包括改装牙轮钻头、冲击类专用钻头(硬质合金钻头、金刚石钻头)、新型钻头等,并分析了它们各自的特点,提出了冲旋钻头的发展趋势,对我国冲旋钻头的结构优化和新型冲旋钻头的研制具有重要的指导作用。 展开更多

关键词 冲旋钻进 冲旋钻头 硬质合金钻头 现状 发展趋势

原文传递

物探气动冲旋钻头牙齿纳米复合材料试验研究 被引量：1

11

作者 黄志强 魏振强 +2 位作者 李琴 谭力 王晓凤 《西南石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期152-154,共3页

针对目前物探气动冲击钻头在工作的过程中,遇到牙齿容易出现磨损和断裂失效的问题。应用纳米复合材料的相关理论和制备技术开展了Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的系列试验研究,采用纳米改性技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/W... 针对目前物探气动冲击钻头在工作的过程中,遇到牙齿容易出现磨损和断裂失效的问题。应用纳米复合材料的相关理论和制备技术开展了Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的系列试验研究,采用纳米改性技术,在硬质合金中掺杂纳米Al2O3制备出Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料,并测试其性能,进行组织结构分析和耐磨性、耐冲击性能等试验研究,结果表明:加入3%的纳米Al2O3并添加适量的抑制剂和稀土元素能明显改善Al2O3/WC-Co纳米/微米复合材料的组织结构,晶粒明显得到细化;耐磨性和耐冲击性能得到很大提高,较硬质合金YG8提高了7～10倍;为大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命提供了可能性,能较好地满足石油物探冲旋钻井的需要。 展开更多

关键词 冲旋钻头 纳米复合材料 Al2O3/WC-Co 组织结构 试验研究

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物探冲旋钻头改进技术试验研究

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作者 郭恩宏 李琴 《内江科技》 2012年第4期117-118,共2页

本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体... 本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。 展开更多

关键词 冲旋钻头 失效分析 试验研究 热处理工艺 纳米复合材料

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