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题名锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究
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作者
吴泽兵
袁若飞
张文溪
贺啸林
刘家乐
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机构
西安石油大学机械工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第1期29-37,44,共10页
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基金
陕西省重点研发计划项目“基于深度学习的智能送钻系统目标钻压实时获取及控制优化”(2022KW-10)。
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文摘
目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研究结果表明:相比普通PDC齿,锯形PDC齿在破岩过程中所产生切削力峰值和均值更小,且该切削力均值减小约12.7%,机械比能减少约19%;后倾角增大情况下,锯形齿的机械比能和切削力均先减小后增大,最佳后倾角为10°时,锯形齿的机械比能和切削力最小,切削深度增加情况下,存在临界切削深度1.5 mm,超过1.5 mm后,切削力与机械比能呈现跳跃式增加,锯形齿在模拟范围内,最佳设计方案为3个锯齿。所得结论对钻头布齿和优化设计具有指导意义。
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关键词
锯形pdc齿
有限元模型
破岩特性
机械比能
切削力
后倾角
切削深度
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Keywords
sawtooth pdc cutter
finite element model
rock-breaking properties
mechanical specific ener-gy
cutting force
back rake angle
cutting depth
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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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