川东北沙溪庙组硬质砂岩地层斧形PDC齿设计及破岩性能

TE921; 斧形PDC齿因其独特的齿形结构而具有优越的破岩性能,但对斧形PDC齿破岩性能与其齿刃角优化设计研究尚不明确.建立了切削齿切削与压入破岩结合的岩石破碎综合比能评价方法,利用破岩仿真模型,开展了斧形PDC齿齿刃角优化研究,并对优化后斧形PDC齿进行了破岩性能仿真.研究结果表明,随齿刃角逐渐增大,斧形PDC齿的岩石破碎综合比能呈"N"型变化趋势,齿刃角为 130°的斧形PDC齿在硬质砂岩具有优异的破岩性能,其切削力较常规PDC齿降低了 35%,切削破岩比能、压入破岩比能和岩石破碎综合比能分别较常规PDC齿降低 20%、5.9%和 10.5%.室内破岩试验表明斧形齿较...

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Published in:石油钻采工艺 2023, Vol.45 (4), p.455-462
Main Authors: 荣准, 张航, 陶垒, 马亚超, 张琦, 颜爽, 曾皓
Format: Article
Language:Chinese
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Description
Summary:TE921; 斧形PDC齿因其独特的齿形结构而具有优越的破岩性能,但对斧形PDC齿破岩性能与其齿刃角优化设计研究尚不明确.建立了切削齿切削与压入破岩结合的岩石破碎综合比能评价方法,利用破岩仿真模型,开展了斧形PDC齿齿刃角优化研究,并对优化后斧形PDC齿进行了破岩性能仿真.研究结果表明,随齿刃角逐渐增大,斧形PDC齿的岩石破碎综合比能呈"N"型变化趋势,齿刃角为 130°的斧形PDC齿在硬质砂岩具有优异的破岩性能,其切削力较常规PDC齿降低了 35%,切削破岩比能、压入破岩比能和岩石破碎综合比能分别较常规PDC齿降低 20%、5.9%和 10.5%.室内破岩试验表明斧形齿较常规齿切削破岩比能降低了35.2%,攻入性更强.该研究为川东北沙溪庙组硬质砂岩的个性化PDC钻头设计提供了理论基础.
ISSN:1000-7393
DOI:10.13639/j.odpt.202303002