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旋转模块式PDC钻头破岩机理研究

论文摘要

针对深部难钻地层钻头的钻速低、寿命短、能耗高等问题,在常规固定齿PDC钻头上引入旋转模块结构,旋转模块齿和固定切削齿"交叉刮切"破碎岩石,提高钻头的破岩效率,且旋转模块齿交替轮流工作的方式使得切削齿冷却及时,减缓切削齿的磨损,延长钻头寿命。介绍了新型钻头的结构特点和工作原理,对旋转模块进行了变参数实验,实验结果表明:旋转模块随着侧转角的增大,转速增加;随着轴倾角的增大,转速降低。研究得到旋转模块在不同结构参数下的切削载荷以及破碎比功的变化规律,验证了旋转模块齿和固定切削齿"交叉刮切"破碎岩石,能够降低破岩比功,为后续旋转模块式PDC钻头的设计提供理论依据和支撑。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 旋转模块式PDC钻头的结构原理
  •   1.1 旋转模块式PDC钻头结构特点
  •   1.2 旋转模块式PDC钻头的工作原理
  •   1.3 旋转模块单元的受力情况
  •   1.4 模块连续转动条件
  • 2 旋转模块刮切实验
  •   2.1 实验目的
  •   2.2 实验设备与岩样
  •   2.3 实验方法
  •     2.3.1 模块的转速变化规律
  •     2.3.2 旋转模块的三向力变化规律
  •     2.3.3 旋转模块的破碎比功变化规律
  •   2.4 单齿复合刮切实验
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 钟云鹏,杨迎新,于洪波,杨燕,高清春

    关键词: 旋转模块,钻头,交替工作,破岩效率,实验

    来源: 地下空间与工程学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 西南石油大学机电工程学院,中国石油长城钻探工程公司

    基金: 国家自然科学基金(51504209,51374176),中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目(2016A-4801)

    分类号: TE921.1

    页码: 1741-1748

    总页数: 8

    文件大小: 3291K

    下载量: 131

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/f10007b6653a33eee573d190.html