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题名斧形PDC齿破岩规律数值模拟研究
被引量：11
- 1
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作者
邹德永
陈雅辉
赵方圆
崔煜东
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机构
中国石油大学(华东)
中国石油集团渤海钻探工程有限公司
中国石化胜利油田分公司
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出处
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期137-143,共7页
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基金
国家科技重大专项“海上油气田关键工程技术”(2016ZX05033-004)。
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文摘
斧形PDC齿具有独特的齿形,在破岩实验中表现出更好的破岩性能。但斧形PDC齿破岩规律和工作参数及齿形的优选方法不明确。因此,利用ABAQUS软件建立了斧形PDC齿切削岩石的三维有限元模型,通过有限元数值模拟方法分析后倾角、斧刃角对斧形PDC齿破岩效果的影响。结果表明:后倾角为15°时,斧形PDC齿破岩效率最高;在后倾角相同的情况下,斧刃角越小,切向裂纹越易于向岩石内部发展,最优斧刃角为110°。根据模拟结果,优化了斧形PDC齿钻头外形参数,并在现场试验中获得较好的效果。该研究结果可为斧形PDC齿钻头优化设计提供重要依据。
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关键词
斧形PDC齿
后倾角
斧刃角
破岩规律
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Keywords
axe-shaped cutter of PDC bit
back dip angle
axe edge angle
rock breaking law
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名岩石切削损伤后PDC齿破岩规律探讨
被引量：9
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作者
伍开松
廖飞龙
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机构
西南石油大学
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出处
《石油机械》
北大核心
2014年第5期29-33,共5页
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基金
国家自然科学基金项目"单次冲击加卸载后岩石全程动态本构特性及应用研究"(51174173)
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文摘
研究岩石切削损伤后PDC齿的破岩规律可以为PDC钻头的设计以及布齿提供依据。从PDC钻头齿的实际工作特点出发,考虑了受损岩石中残余应力以及裂隙对PDC齿切削破岩的影响,研究了岩石切削损伤后PDC齿的破岩机理。同时基于ABAQUS软件开发了PDC齿切削岩石损伤前、后的有限元仿真程序,通过对比岩石损伤前后的切削比功得知,PDC齿切削破碎单位体积受损岩石所消耗的功比破碎单位体积未受损岩石的功小26.9%。这说明在PDC齿一次切削加卸载作用后,在形成的切削表面附近产生了残余应力及裂纹,使下一次切削的破岩效率提高。
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关键词
PDC齿
损伤岩石
破岩规律
切削比功
接触力
残余应力
仿真
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Keywords
PDC bit tooth
damaged rock
rock-breaking law
cutting specific energy
contact force
re-sidual stress
Simulation
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名硅质白云岩PDC钻头齿型优选实验研究
被引量：8
- 3
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作者
邹德永
任尊亮
陈雅辉
潘龙
崔煜东
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机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石化重庆页岩气有限公司
中国石化胜利油田分公司胜利采油厂
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出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2021年第6期19-24,共6页
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基金
国家“十三五”科技重大专项“海上油气田关键工程技术”(编号:2016ZX05033-004)
中国石油天然气集团有限公司重大科技项目“深层复杂条件钻井提速方法与关键技术研究”(编号:ZD2019-183-005)联合资助。
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文摘
当钻遇硅质白云岩地层时,由于对PDC钻头齿破碎硅质白云岩地层的规律认识不清、选齿的盲目性,造成钻头出现打滑、崩齿、使用寿命短等问题。文章对可钻性级值为6.8级的硅质白云岩进行了常规齿、斧形齿及三棱齿的单齿破岩效率实验。通过实验结果发现,在相同切削条件下,斧形齿吃入岩石的深度最大,在切削岩石的过程中受到的切向力最小,发生粘滑振动的概率更低;其次为三棱齿;常规齿吃入岩石的深度最小,受到的切向力最大,发生粘滑振动的概率更高。其中,常规齿受到的切向力标准值是斧形齿的2.6倍,三棱齿受到的切向力标准值是斧形齿的1.7倍。通过对斧形齿破岩规律研究,斧刃角110°、直径13 mm的斧形齿的后倾角设置为15°时破岩效率最高。研究结果对适用于硅质白云岩地层PDC钻头切削齿的选型和钻头优化设计提供了重要依据。
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关键词
硅质白云岩
单齿破岩效率实验
斧形齿
切向力
粘滑振动
破岩规律
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Keywords
siliceous dolomite
single cutter rock breaking efficiency experiment
axe shaped PDC cutter
tangential force
stick/slip vibration
rock breaking law
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分类号
TE921.1
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名三棱形PDC齿破岩特性数值模拟研究
- 4
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作者
程伟
幸雪松
楼一珊
朱亮
尹彪
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机构
长江大学石油工程学院
油气钻采工程湖北省重点实验室
中海油研究总院有限责任公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第11期21-28,共8页
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基金
油气钻完井技术国家工程研究中心科学研究基金项目“深层超深层岩石力学抗钻特性描述及智能演算方法”(NERCDCT202319)。
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文摘
常规PDC钻头在研磨性地层中面临磨损严重、吃入困难、机械钻速低等问题。三棱形PDC齿较常规平面PDC齿具有更好的破岩效果,但是关于三棱形PDC齿的布齿参数、齿形参数的优选缺乏依据。为此,通过有限元仿真分析软件建立了破岩仿真模型,开展了三棱形PDC齿破岩机理研究,剖析了在垂向压入和刮切破岩时三棱形PDC齿的力学特性和破岩规律。研究结果表明:垂直压入破岩时,在相同压力作用下,三棱形PDC齿吃入岩石的深度大于常规平面PDC齿,当前倾角γ<15°时,三棱形PDC齿的破岩效果优于常规平面PDC齿;刮切破岩时,三棱形PDC齿的最优前倾角为10°,最优脊面倾角为3°,最优侧转角为2°。现场试验结果表明,在研磨性地层中三棱形PDC齿比常规平面PDC齿表现出更好的耐磨性和耐冲击性,三棱形齿PDC钻头的机械钻速达到常规平面齿PDC钻头的2.37倍。研究结果可为高研磨性地层的PDC钻头优选提供指导和参考。
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关键词
三棱形PDC齿
布齿参数
齿形参数
仿真模型
破岩规律
钻头优选
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Keywords
prismatic PDC cutter
cutter arrangement parameter
cutter form parameter
simulation model
rock-breaking pattern
optimal selection of bit
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名旋压钻进破岩的应力特征研究
- 5
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作者
徐振洋
吴怡璇
王雪松
刘鑫
郭连军
柴青平
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机构
辽宁科技大学矿业工程学院
辽宁省金属矿产资源绿色开采工程研究中心
沈阳工业大学建筑与土木工程学院
鞍钢集团矿业有限公司
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出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2022年第10期24-29,共6页
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基金
辽宁省教育厅项目(编号:LJKZ0282)
国家自然科学基金项目(编号:51974187)。
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文摘
准确获取岩石钻进细观参数是评价研磨和可钻性的有效方法。针对圆柱平底刚性钻头,利用ABAQUS软件建立钻头旋压岩石的相互作用模型。基于Drucker-Prager本构模型以及岩石的试验力学参数,分析了岩石表面单元发生破坏时钻头对岩石径向应力和轴向应力分布规律,对钻头与岩石接触的中心位置和边缘位置的应力变化进行分析。结果表明:岩石与圆柱形钻头接触部分的边缘点失效早于中心点,中心点破坏时的峰值应力大于边缘点,钻头进尺位移达到0.0603 mm时岩石中心点发生破坏,岩石在旋压作用下的应力是静态压入时的5倍,岩石轴向应力有效传递范围为16 mm,径向应力呈对称性分布,中心点处应力最小为17.74~23.55 MPa,0.533倍的应力半径达到峰值为51.31 MPa,约为砂岩抗压强度的三分之二。研究成果为圆柱平底刚性钻头旋压钻进岩石的耐磨性和可钻性评价提供理论基础。
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关键词
旋压钻进
破岩规律
应力分布
ABAQUS
峰值应力
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Keywords
rotary drilling
rock-breaking laws
stress distribution
ABAQUS
peak stress
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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题名马路坪矿悬臂式掘进机振动镐齿截割原理分析
- 6
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作者
秦中虎
李寿山
何忠国
罗新
张寿
姚华
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机构
贵州开磷集团矿业总公司
化工部长沙设计研究院
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出处
《现代矿业》
CAS
2012年第4期126-127,共2页
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基金
国家科技支撑计划课题<复杂矿体高效无废开采关键技术研究>(编号:2007BA08B01)
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文摘
通过分析开磷集团马路坪矿悬臂式掘进机的截齿截割破岩规律及截割运动轨迹方程,得出破岩规律为岩体变形、岩体的裂纹扩展、裂纹扩展密实、岩体的崩裂4个阶段,掘进机单个截齿的运动轨迹为平面摆线,对于该矿的岩石特性,计算出掘进机的最佳进给量为0.129 m。
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关键词
悬臂式掘进机
破岩规律
运动轨迹方程
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分类号
TD421.5
[矿业工程—矿山机电]
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题名条形药包爆破破岩规律的试验研究
被引量：5
- 7
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作者
杨年华
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机构
铁道部科学研究院
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出处
《工程爆破》
1995年第1期20-25,共6页
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文摘
分析了前人关于爆破破岩机理论述方面的矛盾，通过高速摄影观察有机玻璃中条形袋药爆炸波和破裂缝发展规律，得到了关于条形药包爆破破岩规律方面的新认识。提出了冲击该、气体膨胀压和反射拉伸波在破岩过程中各自所起的不同作用。特别在此基础上推出了条形药包下破裂深度计算公式，对工程实践有积极的指导作用。
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关键词
条形药包
爆破破岩规律
下破裂深度
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Keywords
Linear charge Laws of fragmentation in rock blasting The depth of fracture region
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分类号
TD235.12
[矿业工程—矿井建设]
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