斧形PDC切削齿破岩机理及试验研究
China Petroleum Machinery（2022）
摘要
斧形P DC切削齿比常规P DC齿具有更明显的破岩优势.为了分析斧形P DC齿的破岩机理,利用有限元仿真模拟与试验相结合的方法,通过斧形P DC齿与常规P DC齿破岩过程的对比与受力分析,揭示了斧形P DC齿破岩过程的力学机制.分析结果表明:斧形P DC切削齿破碎岩石时,斧刃会使其前方岩石内部形成一个剪应力集中区,岩石更易发生剪切破坏;切削齿斧刃吃入岩石后,屋脊形的斧形齿逐渐楔入岩石,从侧向上使岩石发生拉伸破坏,提高了其破岩效率;斧形齿破岩时所受轴向力和切向力小,更易吃入岩石,所受切向力及轴向力波动幅度更小,具有攻击性及稳定性强的优点,不易发生冲击损坏,在井下使用寿命更长.研究结果可以为新型P DC切削齿的研发和高效P DC钻头的设计及应用提供指导.
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