屋脊齒是近年來(lái)開(kāi)始發(fā)展的新型PDC切削齒,該齒具有獨(dú)特的齒面結(jié)構(gòu),改變了常規(guī)PDC齒與巖石的相互作用方式。在實(shí)際應(yīng)用中相比于普通PDC鉆頭,屋脊齒PDC鉆頭具有更高的穩(wěn)定性,能大幅減少扭矩,提高鉆進(jìn)速度,但目前對(duì)屋脊齒PDC鉆頭的破巖機(jī)理與設(shè)計(jì)理論仍缺乏研究。本文在常規(guī)PDC鉆頭理論研究的基礎(chǔ)上,建立了屋脊齒PDC鉆頭幾何學(xué)基本理論,通過(guò)理論計(jì)算以及ABAQUS有限元仿真試驗(yàn)分析了屋脊齒與巖石的相互作用關(guān)系,進(jìn)一步理清其破巖機(jī)理,為屋脊齒PDC鉆頭設(shè)計(jì)提供理論支持。本文將主要完成以下幾方面工作:(1)分析屋脊齒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理,根據(jù)常規(guī)PDC鉆頭理論研究建立屋脊齒PDC鉆頭的幾何學(xué)和PDC切削幾何學(xué)基本理論。(2)在鉆頭幾何學(xué)的基礎(chǔ)上定義屋脊齒工作面的實(shí)際前傾角、實(shí)際側(cè)傾角,并分析屋脊齒的各工作角度對(duì)它們的影響規(guī)律。(3)對(duì)屋脊齒與巖石相互作用進(jìn)行受力分析,建立切削載荷平衡方程。(4)通過(guò)理論計(jì)算與ABAQUS有限元仿真試驗(yàn)分析屋脊齒各工作角度對(duì)相對(duì)齒的相對(duì)吃入能力、切削載荷以及切削效率的影響,進(jìn)一步對(duì)屋脊齒破巖機(jī)理進(jìn)行分析。(5)針對(duì)PDC鉆頭在復(fù)雜難鉆地層的失效分析,提出屋脊齒PDC鉆頭在此類(lèi)地層的個(gè)性化設(shè)計(jì)方法理論。研究結(jié)果為下一步屋脊齒PDC鉆頭的數(shù)值化仿真提供理論支持,增強(qiáng)了對(duì)屋脊齒與巖石相互作用及破巖機(jī)理的認(rèn)識(shí),這些認(rèn)識(shí)為屋脊齒PDC鉆頭個(gè)性化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TE921.1
【部分圖文】：

圖１－２?ＯＮＹＸ?３６０可旋轉(zhuǎn)切削齒??

圖１－１凹面ＰＤＣ切削齒??

圖１－４?Ａｘｅｂｌａｄｅ屋脊切削齒??西南石油大學(xué)迎新等在專(zhuān)利ＣＮ２０２３４８１１７Ｕ中公布了?一種在ＰＤＣ齒上鑲嵌??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2873554