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题名扇形齿PDC钻头破岩机理及工作性能仿真分析
被引量：8
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作者
彭齐
杨雄文
任海涛
张灯
柯晓华
冯枭
马驰
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机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
西南石油大学机电工程学院
中国地质大学(北京)能源学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2023年第7期28-35,共8页
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基金
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“超硬耐研磨材料与自适应钻头研发”(2020B-4016)
“PDC钻头人工智能设计和参数优化方法研究”(2022DQ0410)
中国石油天然气集团有限公司科技基础条件平台建设项目“超硬材料及复合片试验平台建设”(2022ZP16)。
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文摘
为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深度增大而增大,而破碎比功对切削深度变化敏感性不高,1.5~2.0 mm为扇形齿较优切削深度;岩石强度对扇形齿切削载荷和切削效率的影响较大,较常规切削齿,扇形齿具有较小的切削载荷,更强的侵入能力,同时能够保证一定的切削效率;扇形齿PDC钻头工作稳定性好、磨损均衡性适中、侵入能力较强,能够有效增强目标地层钻头稳定性、减轻钻头异常振动、提高钻进效率。仿真研究揭示了一定的扇形齿切削规律,为PDC钻头布齿结构优化提供了参考。
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关键词
PDC钻头
扇形齿
切削载荷
切削效率
破碎比功
数字化仿真
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Keywords
PDC bit
fan-shaped cutter
cutting load
cutting efficiency
crushing specific work
digital 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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题名塑性地层宽刃齿破岩机理研究与提速应用
被引量：6
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作者
胡莉
况雨春
韩一维
杨博
刘志鹏
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机构
西南石油大学机电工程学院
成都海锐能源科技有限公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2022年第8期52-60,共9页
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基金
四川省区域创新合作项目“高性能复合钻头关键技术研究及新产品开发”(2021YFQ0041)。
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文摘
常规PDC钻头在钻进塑性地层时,存在吃入困难、机械钻速低的问题。为提高复合片吃入地层的能力,对常规PDC钻头布齿情况下的比钻压分布进行理论分析,并提出一种新的宽刃齿齿形。建立了宽刃齿和常规平齿静态压入和切削破岩的有限元模型。模拟结果表明:在同压力下,宽刃齿压入深度比常规平齿深24%~430%,静压入体积也明显增多;在相同工况下,宽刃齿比常规平齿破碎比功更小,更易高效破碎岩石;同时,设计宽刃齿钻头时,前倾角和侧转角不宜过大。基于研究结果开发了新型宽刃齿钻头并在塑性泥岩地层进行了现场应用。应用结果表明,该新型钻头平均机械钻速比同型号常规齿PDC钻头提高515%。研究结果可为解决难钻塑性地层的钻井提速问题提供一种新的思路。
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关键词
塑性地层
PDC
宽刃齿
破岩机理
破碎比功
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Keywords
plastic formation
PDC
wide-bladed teeth
rock breaking mechanism
crushing specific work
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分类号
TE242
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名河面冰破碎比功的研究
被引量：1
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作者
李斌
郑夕健
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出处
《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》
CAS
1995年第3期225-228,共4页
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文摘
研究冰在冲击载荷作用下发生破碎的状态，提出破碎比功的概念，分别建立了破碎比功与温度和冲击功的线性表达式．研究破碎比功与冲击功和冰温的关系，提出了温度对破碎比功的影响将随冲击功的提高而降低的观点．
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关键词
冰
冲击功
破碎比功
温度
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Keywords
ice
impact work
crushing specific work
temperature
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分类号
TV875.1
[水利工程—水利水电工程]
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题名构造煤颗粒在单轴加卸载下的力学损伤特征
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作者
刘杰
翟业超
张浩
李志斌
王斌荣
潘如小
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机构
中煤昔阳能源有限责任公司
中国矿业大学安全工程学院
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出处
《煤炭科技》
2024年第4期85-90,共6页
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文摘
为了论证构造煤在煤与瓦斯突出过程中的必要性,深化对煤与瓦斯突出发生机理的认识,对煤与瓦斯防治理论和实际工作方面提供指导,选取来自中煤集团白羊岭煤矿15煤层原生煤和构造煤颗粒作为实验样品,对构造煤的力学特性和破坏特征进行定量的分析。结果表明,构造煤在相同的受力条件下更容易发生变形和破坏。同尺度下原生煤的强度显著大于构造煤。构造煤破碎成构造煤颗粒需要提供的能量更低,其破碎条件更容易达到。这决定了构造煤具有高突出危险性和倾向性,在突出发生发展过程中起到了重要的作用。
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关键词
构造煤颗粒
循环加卸载
破碎比功
单轴抗压强度
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Keywords
structural coal particles
cyclic loading and unloading
crushing specific work
uniaxial compressive strength
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分类号
TD712.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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