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题名五宝场硬塑性地层斧形曲面PDC齿破岩性能研究
被引量：2
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作者
荣准
杨学军
张航
颜爽
张琦
张龙龙
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机构
中国石油西南油气田分公司川东北气矿
西南石油大学机电工程学院
中国石油集团西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司
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出处
《钻探工程》
2024年第2期85-93,共9页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目“热力复合作用下PDC钻头动态磨损机理与引磨力平衡布齿理论研究”(编号:51904263)
企事业单位委托科技项目“川东北气矿2023年五宝场区块须家河组大斜度井全寿命异形齿高效破岩特性分析与结构设计”(编号:XNSJS2023-48)。
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文摘
为解决川东油气钻井中五宝场沙溪庙组硬塑性地层PDC钻头磨损严重、起下钻频繁的问题,开展了斧形曲面PDC齿在硬塑性地层破岩性能的研究。首先采用X射线衍射试验与三轴力学试验分别获取该地层岩石性质和力学参数,然后采用有限元仿真与试验相结合的方法开展斧形曲面PDC齿破岩性能研究。研究结果表明:斧形曲面PDC齿主要以剪切、挤压、犁切共同作用破岩;相较于常规PDC齿,斧形曲面PDC齿有更强的吃入岩石的能力和稳定性,能有效减小钻头异常振动,提高钻头寿命,并在不同磨损高度(0~3 mm)时,破岩比功降低2.2%~8.2%;根据试验得到斧形曲面齿较常规齿破岩性能提高了11.39%,且试验与仿真平均切削力误差仅为7.46%,验证了仿真模型的正确性。本研究表明斧形曲面PDC齿在硬塑性地层对提高破岩性能具有重要意义。
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关键词
斧形曲面pdc齿
硬塑性地层
破岩比功
磨损高度
破岩性能
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Keywords
axe⁃shape cambered pdc cutters
hard plastic formation
rock breaking mechanical specific work
wear height
rock breaking performance
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分类号
TE921.1
[石油与天然气工程—石油机械设备]
P634.41
[天文地球—地质矿产勘探]
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