PDC钻头技术发展现状与展望 被引量：19

1

作者 杨金华 郭晓霞 《石油科技论坛》 2018年第1期33-38,共6页

从切削齿、钻头结构、钻头设计与制造、钻头优选及使用技术等方面,介绍了国内外PDC钻头技术发展现状,指出目前PDC钻头居市场主导地位,切削齿的改进和创新是钻头研发的主攻方向,钻头结构趋向多样化、集成化,更为强调个性化设计,强化参数... 从切削齿、钻头结构、钻头设计与制造、钻头优选及使用技术等方面,介绍了国内外PDC钻头技术发展现状,指出目前PDC钻头居市场主导地位,切削齿的改进和创新是钻头研发的主攻方向,钻头结构趋向多样化、集成化,更为强调个性化设计,强化参数钻井。列举了包括水平井一趟钻在内的应用案例,PDC钻头提速降本效果显著,助力非常规油气高效开发,深井钻井周期持续缩短,钻井记录不断刷新。未来适时引入高新技术和高新材料,将带来钻头技术的重大突破,集成创新和颠覆性创新进一步加快,智能钻头不断提高储层钻遇率和机械钻速,新一代钻头将会促进水平井超级一趟钻的推广应用。同时分析了中国石油集团PDC钻头技术发展现状与差距,提出了有针对性的发展建议。 展开更多

关键词 pdc复合片 pdc钻头 切削齿 钻头设计 钻头制造 发展趋势

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PDC破岩条件下的岩石研磨性评价 被引量：11

2

作者 王昶皓 李士斌 张立刚 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期850-861,共12页

岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建... 岩石的研磨性是钻井过程中钻头的磨损预测及优化的重要因素。为了预测钻遇地层岩石的研磨性,建立了钻井过程中PDC复合片的磨损计算模型,从而得到了岩石研磨性的预测方法。首先,通过复合片与地层之间的受力分析并结合岩石的破碎条件,建立了不同钻压条件下地层对复合片的作用力计算模型。根据石英含量的概率密度分布情况,获得了岩石中参与磨损的颗粒与复合片底部的真实作用力。然后,根据PDC复合片磨损的几何原理,建立了地层对钻头复合片的磨损计算模型。通过室内实验对模型进行修正,分析了岩石各种属性对复合片磨损的影响规律,揭示了各参数影响复合片磨损的主次顺序依次为:弹性模量>石英含量>内摩擦角>表面粗糙度>泊松比>内聚力。基于该磨损模型建立了岩石研磨性评价指标,对制定了岩石研磨性的分级标准具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 岩石研磨性 pdc复合片 磨损机理 岩石破碎

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国内外PDC钻头新进展与发展趋势展望 被引量：2

3

作者 呼怀刚 黄洪春 +4 位作者 汪海阁 李忠明 席传明 武强 刘力 《石油机械》 北大核心 2024年第2期1-10,共10页

PDC钻头近年来发展迅速。为了能够及时掌握PDC钻头的最新进展,系统梳理了国内外油气井用PDC钻头新进展,介绍了中国石油在新型钻头研发与应用方面的工作,进一步阐述了国内PDC钻头研发面临的形势与挑战,展望了油气井用PDC钻头发展新趋势... PDC钻头近年来发展迅速。为了能够及时掌握PDC钻头的最新进展,系统梳理了国内外油气井用PDC钻头新进展,介绍了中国石油在新型钻头研发与应用方面的工作,进一步阐述了国内PDC钻头研发面临的形势与挑战,展望了油气井用PDC钻头发展新趋势。研究结果表明:在油气资源勘探向着万米深层进军的大背景下,仍然面临地层可钻性差导致钻头破岩效率低、砾石层引起钻头振动先期损坏、大尺寸井眼钻井周期长等严峻挑战,技术与材料革新型高效钻头、混合式钻头、自适应钻头等能够明显提高钻进效率延长钻头寿命;智慧钻头所能提供的丰富井下数据能够提高对于深部破岩机理、岩石物性的认知,对于进一步优化钻头结构、识别可能存在的油气储层等具有重要的意义。应积极借鉴和移植这些成果,尽早研发出适用于深部油气勘探或深地科学钻探等领域的高端耐用钻头。研究结果可为高端PDC钻头国产化、系列化工作和相关从业人员提供借鉴。 展开更多

关键词 pdc钻头 pdc复合片 混合式钻头 自适应钻头 智能钻头 国产化

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油气开采用PDC复合片的开发现状与发展趋势 被引量：1

4

作者 秦文广 刘瑞卿 邹德良 《硬质合金》 CAS 2023年第4期310-318,共9页

当前国际原油价格上涨,石油钻探活动回升趋势迅猛,对油气开采用的PDC钻头、PDC复合片及硬质合金提出了更高的要求。本文归纳了油气开采行业现状及PDC复合片竞争格局,重点介绍了PDC复合片的基本结构与合成工艺、相关技术开发现状,针对黏... 当前国际原油价格上涨,石油钻探活动回升趋势迅猛,对油气开采用的PDC钻头、PDC复合片及硬质合金提出了更高的要求。本文归纳了油气开采行业现状及PDC复合片竞争格局,重点介绍了PDC复合片的基本结构与合成工艺、相关技术开发现状,针对黏结相替代技术、梯度PDC复合片技术及脱钴技术等有待突破的关键技术,提出了优质黏结相或无黏结相、多层结构及绿色化的发展建议。 展开更多

关键词 油气开采 pdc钻头 pdc复合片 硬质合金

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基于多目标遗传算法的PDC复合片交界结构优化设计

5

作者 吴泽兵 袁若飞 +1 位作者 张文溪 刘家乐 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期24-33,共10页

为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构。采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用... 为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构。采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用最优填充空间法进行采样,结合最小二乘法构建了结构场的二阶响应面近似模型;以交界结构参数为设计变量,结构场等效应力、最大剪应力和最大主应力的最大值为设计目标,采用多目标遗传算法对响应面近似模型进行优化。研究结果表明,相同模拟条件下,相比常规交界结构,新型交界结构的等效应力最大值降低了50.7%,剪应力最大值降低了52.0%,最大主应力最大值降低了22.4%。优化后的PDC复合片在相同条件下,等效应力、最大剪应力及最大主应力均降低14%以上,且具有更好的破岩稳定性,能有效避免应力集中,同时热稳定性增强。研究结果为PDC复合片优化设计提供了理论依据,同时提供了新的优化方法,有助于降低研发成本。 展开更多

关键词 pdc复合片 交界结构 多目标遗传算法 破岩性能 优化设计

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基于不同母材的PDC钎焊强度的影响因素分析 被引量：3

6

作者 张素慧 戴勇波 +2 位作者 李耿 王传留 潘卓轩 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期198-202,共5页

随着聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在复杂地层的应用范围不断扩大,对PDC复合片与钻头体材料的焊接强度要求越来越高,为了探究PDC复合片和不同钻头体材料的钎焊工艺,选用2种基体材料(胎体式和钢体式PDC钻头试样,以下简称胎体试样和碳钢试样)... 随着聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在复杂地层的应用范围不断扩大,对PDC复合片与钻头体材料的焊接强度要求越来越高,为了探究PDC复合片和不同钻头体材料的钎焊工艺,选用2种基体材料(胎体式和钢体式PDC钻头试样,以下简称胎体试样和碳钢试样)、2种钎料,采用火焰钎焊和高频感应钎焊,研究了钎焊温度、钎料、钎焊方式对PDC复合片和不同基体材料焊接性能的影响,得出了剪切强度随温度的变化曲线。同时,采用光学显微镜对PDC的焊缝断面进行了观测。结果表明,PDC复合片与胎体试样钎焊时,为硬质合金间的钎焊,钎料与母材润湿效果好,剪切强度值较高;PDC复合片与碳钢试样钎焊时,为硬质合金和异种材料间的钎焊,为了提高剪切强度,可适当提高钎焊温度或采用Ni含量高的钎料。 展开更多

关键词 pdc复合片 基体材料 钎焊 剪切强度 温度 pdc钻头

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不同工艺参数对PDC复合片与45钢基体钎焊性能的影响

7

作者 王德川 刘欢 《西部探矿工程》 CAS 2023年第11期95-97,共3页

针对聚晶金刚石(PDC)复合片与45钢基体钎焊过程中易出现气孔、夹渣和未焊透等缺陷,对比试验了6种钎焊焊料,研究了钎料、钎剂等因素对焊接强度的影响,采用氧乙炔火焰钎焊和高频感应钎焊两种方法分别进行了焊接试验,对焊接试样进行了剪切... 针对聚晶金刚石(PDC)复合片与45钢基体钎焊过程中易出现气孔、夹渣和未焊透等缺陷,对比试验了6种钎焊焊料,研究了钎料、钎剂等因素对焊接强度的影响,采用氧乙炔火焰钎焊和高频感应钎焊两种方法分别进行了焊接试验,对焊接试样进行了剪切性能试验。结果表明:钎焊PDC复合片与45钢时,小型锚杆钻头高频感应钎焊加热速度快生产效率得到提高、焊接质量更稳定、钎缝强度高、降低了劳动强度。 展开更多

关键词 pdc复合片 45钢 火焰钎焊 高频感应钎焊

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MgO/SiO_2摩尔比对金刚石砂轮用陶瓷结合剂性能的影响 被引量：4

8

作者 陈强 轩敏杰 +1 位作者 王恒 栗正新 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2015年第1期54-57,60,共5页

研究了Na-B-Al-Si-O系陶瓷结合剂中MgO/SiO2摩尔比对其性能的影响。研究表明,随着MgO/SiO2摩尔比从0.09增加到0.35,结合剂的耐火度从800℃降低到725℃,热膨胀系数先减小后增大,但MgO的加入能有效控制结合剂热膨胀系数只在小范围内变化... 研究了Na-B-Al-Si-O系陶瓷结合剂中MgO/SiO2摩尔比对其性能的影响。研究表明,随着MgO/SiO2摩尔比从0.09增加到0.35,结合剂的耐火度从800℃降低到725℃,热膨胀系数先减小后增大,但MgO的加入能有效控制结合剂热膨胀系数只在小范围内变化。制备的砂轮试样抗折强度最高值达到95MPa,利用所研究的结合剂制备的砂轮比市售砂轮使用寿命提高25%。研究结果证明:减少碱金属氧化物含量、增大碱土金属氧化物含量是获得低耐火度、低热膨胀系数结合剂的一种有效方法。 展开更多

关键词 金刚石砂轮 热膨胀系数 碱土金属氧化物 pdc复合片

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高温高压对硬质合金衬底冲击韧性的影响 被引量：3

9

作者 陈辉 《超硬材料工程》 CAS 2013年第5期21-23,共3页

文章用PDC复合片的合成方法对不同钴含量的硬质合金衬底进行高温高压处理。比较了不同钴含量、不同硬度的硬质合金衬底在高温高压前后冲击韧性的变化。结果显示:不经过高温高压处理的硬质合金衬底冲击韧性在一定范围内与钴含量成正比,... 文章用PDC复合片的合成方法对不同钴含量的硬质合金衬底进行高温高压处理。比较了不同钴含量、不同硬度的硬质合金衬底在高温高压前后冲击韧性的变化。结果显示:不经过高温高压处理的硬质合金衬底冲击韧性在一定范围内与钴含量成正比,经过高温高压处理后的硬质合金衬底的冲击韧性有所下降。 展开更多

关键词 pdc复合片 硬质合金 高温高压 冲击韧性

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螺杆钻具轴承组优化设计 被引量：2

10

作者 徐芊 赵宁 +1 位作者 朱雅妮 袁烨 《复杂油气藏》 2016年第1期83-86,共4页

针对螺杆钻具轴承组容易出现磨损、断裂和卡死等现象,进行轴承组优化设计。分析推力轴承受力状况和轴向力计算,在轴向轴承的表面焊接PDC复合片,以取代滚珠,提高耐磨性;在轴承之间均匀布置碟形弹簧,以缓冲轴承受到的冲击力。采取这两个... 针对螺杆钻具轴承组容易出现磨损、断裂和卡死等现象,进行轴承组优化设计。分析推力轴承受力状况和轴向力计算,在轴向轴承的表面焊接PDC复合片,以取代滚珠,提高耐磨性;在轴承之间均匀布置碟形弹簧,以缓冲轴承受到的冲击力。采取这两个技术方案,可以进一步延长螺杆钻具的使用寿命。 展开更多

关键词 螺杆钻具 轴承组 pdc复合片 碟形弹簧 设计

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纳米Co添加量对PDC复合片性能的影响 被引量：2

11

作者 黄志强 晏瑀琪 +1 位作者 李琴 袁媛 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期14-19,共6页

对不同配比的纳米Co含量PDC复合片进行了抗冲击性、耐磨性、热稳定性试验,并利用SEM电镜分析观察PDC复合片微观组织形貌,研究了纳米Co添加量对PDC复合片性能的影响。结果表明：纳米Co含量（体积分数）在1%～3%范围时,随Co含量增加,PDC... 对不同配比的纳米Co含量PDC复合片进行了抗冲击性、耐磨性、热稳定性试验,并利用SEM电镜分析观察PDC复合片微观组织形貌,研究了纳米Co添加量对PDC复合片性能的影响。结果表明：纳米Co含量（体积分数）在1%～3%范围时,随Co含量增加,PDC复合片抗冲击性直线上升,继续增加Co粉含量,其抗冲击性将迅速下降。Co粉含量在1%～5%范围时,PDC复合片耐磨性及热稳定性变化不明显,Co粉含量大于5%时,复合片耐磨性及热稳定性下降迅速。因此,纳米Co含量在3%～5%之间时,PDC复合片综合性能呈现最好的状态。 展开更多

关键词 纳米Co pdc复合片 微观组织 性能

原文传递

基于声发射技术的PDC复合片性能的分析 被引量：1

12

作者 石健 唐通 +1 位作者 李雷 欧阳浩 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期155-161,共7页

PDC钻头在钻进过程中出现崩齿、掉片以及聚晶金刚石(PDC)层脱落是影响钻头工作的关键因素。使用声发射仪采集了PDC复合片在加载过程中的声发射信号,并且采用小波分析方法对PDC的声发射信号进行了时频分解。结果表明,通过时频分解可以得... PDC钻头在钻进过程中出现崩齿、掉片以及聚晶金刚石(PDC)层脱落是影响钻头工作的关键因素。使用声发射仪采集了PDC复合片在加载过程中的声发射信号,并且采用小波分析方法对PDC的声发射信号进行了时频分解。结果表明,通过时频分解可以得到PDC复合片的AE特征信号;PDC复合片中弹性变形的信号频率集中出现在低频信号中,且AE信号的幅度与载荷大小呈正相关;高频信号中的突发型信号可以反映PDC层在载荷作用下的损伤情况。 展开更多

关键词 pdc复合片 声发射信号 小波变换 形变信号

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纳秒激光加工PDC织构对表面微观组织的影响

13

作者 李伟秋 张国立 +3 位作者 廖嘉诚 彭继华 肖扬 鲁艳军 《材料科学》 CAS 2021年第3期194-200,共7页

室温大气环境下采用纳秒激光在聚晶金刚石基(PDC)复合片上加工两种不同深度的槽型织构。采用立体显微镜、光干涉轮廓仪、场发射扫描电镜、可见光拉曼光谱仪等手段表征了织构前后表面的形貌、组织结构和碳的键合结构变化。研究结果表明... 室温大气环境下采用纳秒激光在聚晶金刚石基(PDC)复合片上加工两种不同深度的槽型织构。采用立体显微镜、光干涉轮廓仪、场发射扫描电镜、可见光拉曼光谱仪等手段表征了织构前后表面的形貌、组织结构和碳的键合结构变化。研究结果表明纳秒激光加工时PDC中金刚石相的烧蚀挥发速度比粘结剂Co相快。加工的织构表面发生金刚石相(sp3C-C)向石墨相(sp2C=C)。织构化后的表面呈现富石墨相的疏松结构。织构不同位置处的相转变有差异,这可能与槽型结构的深/宽比、金刚石及石墨相的导热系数差异等有关。 展开更多

关键词 pdc复合片 表面织构 纳秒激光加工 组织结构 键合结构

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钻井液回灌技术在毛乌素沙漠地区钻探施工中的应用

14

作者 韩俊杰 张珂耀 《石油仪器》 2009年第2期72-73,76,共2页

在松散地层特别是沙漠地区的沙层钻进,因沙层井壁不易维护或因钻井液(以下简称泥浆)使用不当,很容易造成井壁坍塌,为此而中断正常钻进,对钻孔施工造成危害从而影响工程质量。所以在这种地层中施工,利用泥浆回灌钻孔技术有效地平衡松散... 在松散地层特别是沙漠地区的沙层钻进,因沙层井壁不易维护或因钻井液(以下简称泥浆)使用不当,很容易造成井壁坍塌,为此而中断正常钻进,对钻孔施工造成危害从而影响工程质量。所以在这种地层中施工,利用泥浆回灌钻孔技术有效地平衡松散层压力不使其垮塌尤为重要。 展开更多

关键词 泥浆回灌钻孔 平衡地层侧应力 pdc复合片

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含纳米Co的新型PDC复合片性能试验研究 被引量：4

15

作者 黄志强 袁媛 +1 位作者 谢豆 于德良 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI CAS 2016年第1期76-81,共6页

提出了用纳米钴代替微米钴作为粘结剂的PDC复合片制备新方法及配套的制备新工艺,并对新型PDC复合片的微观组织结构及性能进行了研究。微观分析结果表明,纳米钴较于微米钴更密实地填充在金刚石颗粒间,有效促进了金刚石颗粒间D-D键的形成... 提出了用纳米钴代替微米钴作为粘结剂的PDC复合片制备新方法及配套的制备新工艺,并对新型PDC复合片的微观组织结构及性能进行了研究。微观分析结果表明,纳米钴较于微米钴更密实地填充在金刚石颗粒间,有效促进了金刚石颗粒间D-D键的形成,且添加纳米钴的金刚石层对金刚石颗粒的把持力更好,同时纳米钴在金刚石层中形态较小且分布均匀,这些均对提高复合片综合性能有积极作用。性能测试结果表明,相对于传统复合片,新型复合片抗冲击性能提高了1.13倍,其耐磨性和热稳定性也得到了一定的提高,这与微观分析的结论一致。研究成果不仅为提升复合片综合性能提供了新思路,也对实现钻井提速增效、提高PDC钻头使用寿命有重要意义。 展开更多

关键词 纳米钴 新型pdc复合片 制备工艺 性能测试

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三翼内凹式PDC复合片钻头加工工艺技术研究 被引量：2

16

作者 蒋开勇 《煤矿机械》 2017年第11期81-83,共3页

以三翼内凹式PDC复合片钻头为例,研究出一整套加工PDC复合片钻头的工艺路线,试验结果表明,采用该工艺路线加工的PDC复合片钻头焊接强度高、耐磨性强、抗冲击性好,在完成复杂深孔钻孔后,没有出现掉齿或崩刃现象,极大地提高了钻进效率,降... 以三翼内凹式PDC复合片钻头为例,研究出一整套加工PDC复合片钻头的工艺路线,试验结果表明,采用该工艺路线加工的PDC复合片钻头焊接强度高、耐磨性强、抗冲击性好,在完成复杂深孔钻孔后,没有出现掉齿或崩刃现象,极大地提高了钻进效率,降低了钻头制造成本。 展开更多

关键词 pdc复合片钻头 焊接工艺 焊接强度

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江西清江岩盐矿区戈南1井钻探施工技术 被引量：2

17

作者 程有祥 《西部探矿工程》 CAS 2006年第B06期380-381,共2页

针对江西清江岩盐矿区的具体地质条件,采取饱和卤水泥浆、PDC复合片钻头及合理的钻具配置等技术措施,取得了较好的钻探效果。

关键词 清江岩盐矿区 饱和卤水泥浆 pdc复合片钻头

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PDC复合片钻头银钎焊质量控制方法研究 被引量：1

18

作者 蒋开勇 《煤矿机械》 北大核心 2018年第1期19-21,共3页

以PDC复合片钻头银钎焊为例,研究出一整套完整的质量控制方法,通过试验表明,采用本质量控制方法加工的PDC复合片钻头焊接强度高、耐磨性强、抗冲击性好,在完成复杂深孔钻孔后,没有出现掉齿或崩刃现象,提高了钻进效率,降低了钻进成本。

关键词 pdc复合片钻头 银钎焊 焊接强度

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从聚晶金刚石复合片(PDC)外圆加工废料中浸出钴 被引量：1

19

作者 朱佳俊 魏文亮 +1 位作者 吴名扬 黄凯 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2021年第5期373-376,共4页

PDC复合片固体废料中含有少量钴。研究了采用酸浸—草酸盐沉淀法回收钴。以硫酸为浸出剂,草酸铵为沉淀剂,考察了硫酸浓度、浸出时间、搅拌速度、浸出温度对钴浸出率的影响。结果表明:钴浸出率随硫酸浓度、搅拌速度提高及浸出时间延长而... PDC复合片固体废料中含有少量钴。研究了采用酸浸—草酸盐沉淀法回收钴。以硫酸为浸出剂,草酸铵为沉淀剂,考察了硫酸浓度、浸出时间、搅拌速度、浸出温度对钴浸出率的影响。结果表明:钴浸出率随硫酸浓度、搅拌速度提高及浸出时间延长而提高;在硫酸浓度0.2 mol/L、温度20℃、搅拌速度400 r/min条件下浸出6 h,钴浸出率在90%以上,浸出效果较好。 展开更多

关键词 pdc复合片固体废料 钴 浸出 沉淀

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基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测

20

作者 陈琳国 熊凌 +2 位作者 代啟亮 王冬梅 李姝凡 《计算机系统应用》 2024年第2期216-223,共8页

复合片是PDC钻头的核心切削单元,复合片自动检测技术是复合片自动修复技术的基础.本文提出了一种基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测方法,在YOLOv7的基础上,用深度可分离卷积替换了常规卷积,减少了参数量和运算成本;引入了SimAM注意力机... 复合片是PDC钻头的核心切削单元,复合片自动检测技术是复合片自动修复技术的基础.本文提出了一种基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测方法,在YOLOv7的基础上,用深度可分离卷积替换了常规卷积,减少了参数量和运算成本;引入了SimAM注意力机制,不需要额外的参数便可以从神经元中推导出3D注意力权重,而且还能提高卷积神经网络的表达能力;用SPPFCSPC替换了SPPCSPC,在保证感受野不变的同时获得了速度的提升;采用K-means++算法聚类先验框,使用启发式算法定位出缺损的复合片.实验结果表明,本文算法较原YOLOv7模型mAP提高了2.75%,参数量减少了约80%,推理速度提高了9.12 f/s,且较其他算法也有较大优势,可实现复合片检测的工业应用. 展开更多

关键词 pdc钻头复合片 YOLOv7 深度可分离卷积 SimAM注意力机制 SPPFCSPC K-means++

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