鉆頭切削齒是破碎巖石的核心部分,在破巖過程中做的絕大部分功會轉(zhuǎn)換成切削熱,導(dǎo)致切削齒溫度升高,目前對切削齒溫度的影響研究成果主要集中在切削深度、切削速度及切削齒結(jié)構(gòu)方面,但對于巖石特性對切削溫度影響程度和機(jī)理的認(rèn)識尚不明晰。為此,在自制的MDES 2000微鉆平臺上,開展了砂巖、大理巖、花崗巖以及玄武巖等4種典型巖石的鉆進(jìn)試驗,基于巖石破碎力學(xué)模型和數(shù)值分析結(jié)果,探討了巖石特性對切削溫度的影響程度并進(jìn)行機(jī)理分析。研究結(jié)果表明:①在相同的鉆進(jìn)參數(shù)下,巖石強(qiáng)度直接影響不同巖石鉆進(jìn)深度,導(dǎo)致巖石破碎模式（塑性、脆性）的轉(zhuǎn)變,從而造成不同巖石切削溫度的波動差異,砂巖、大理巖發(fā)生塑性破碎,溫度波動范圍約為±0.5℃,而花崗巖、玄武巖則發(fā)生脆性破碎,切削齒溫度波動范圍約為±1.5℃;②巖石強(qiáng)度是影響切削溫度溫升速率變化的重要因素,強(qiáng)度越大所需切削力越大,產(chǎn)生切削熱增加,導(dǎo)致4種不同巖石鉆進(jìn)時溫升速率隨巖石強(qiáng)度的增加而逐次遞增;③巖石破碎力學(xué)模型和前、后刀面溫度分析結(jié)果表明,切削齒前刀面起主要的切削作用,是造成不同巖石的切削溫度波動程度的主要因素。結(jié)論認(rèn)為,鉆進(jìn)試驗與數(shù)值模擬所得到的溫度變化趨勢基本... 

【文章來源】：天然氣工業(yè). 2020,40(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

MDES 2000型微鉆平臺結(jié)構(gòu)示意圖及局部圖

移動平臺：通過由齒輪減速電機(jī)、鏈輪—鏈條構(gòu)成的移動平臺機(jī)構(gòu)可以調(diào)整鉆孔水平位置；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由異步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺以及固定裝置組成（圖2），能夠?qū)崿F(xiàn)巖石樣品的旋轉(zhuǎn)運動；試驗過程中，巖石樣品通過定位螺栓固定。通過鉆頭鉆桿完成上下進(jìn)給運動，巖石樣品完成旋轉(zhuǎn)運動，能夠避免熱電偶的纏繞。1.2 切削工具

鉆頭切削齒材料為硬質(zhì)合金YG8，鉆頭由4個切削齒組成，鉆頭外徑為37.4 mm，內(nèi)徑為16.3mm，如圖3-a所示。為提高切削溫度測量的準(zhǔn)確性，在鉆頭切削齒上加工直徑為1.1 mm的孔。1.3 溫度測量系統(tǒng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3262910