耦合仿生孕镶金刚石钻头高效耐磨机理  

High Drilling Efficiency and Wear-Resistant Mechanism of Coupling Bionics Impregnated Diamond Bit

作　　者：孙友宏[1] 高科[1] 张丽君 李守圣[3] 徐良[4] 马银龙[1] 

机构地区：[1]吉林大学建设工程学院,长春130026 [2]无锡钻探工具厂,江苏无锡214174 [3]黄河勘测规划设计有限公司,河南洛阳471002 [4]北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司,北京102200

出　　处：《吉林大学学报（地球科学版）》2012年第S3期220-225,共6页Journal of Jilin University：Earth Science Edition

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(51004052);国土资源部公益性行业科研专项经费项目(SinoProbe-09-05);国家潜在油气资源(油页岩勘探开发利用)产学研用合作创新研究项目(OSR-04-04);国家"863"计划项目(2009AA06Z201)

摘　　要：将耦合仿生高效耐磨理论应用到孕镶金刚石钻头设计中,研制出耦合仿生孕镶金刚石钻头(简称耦合仿生钻头),其与普通孕镶金刚石钻头相比具有破岩速度更快、使用寿命更长等优点。从土壤动物体表非光滑高效破土和耐磨降阻特性入手,通过切削岩粉的微观分析结果和通过数值模拟有限元分析钻头在静态、动态两种作用力下与岩石接触产生的应力状态,揭示了耦合仿生钻头的排屑效果、冷却环境和岩石受力状态等方面均优越于普通金刚石钻头,具有显著的高效破岩和耐磨特性。将耦合仿生高效耐磨理论应用到孕镶金刚石钻头设计中,研制出耦合仿生孕镶金刚石钻头(简称耦合仿生钻头),其与普通孕镶金刚石钻头相比具有破岩速度更快、使用寿命更长等优点。从土壤动物体表非光滑高效破土和耐磨降阻特性入手,通过切削岩粉的微观分析结果和通过数值模拟有限元分析钻头在静态、动态两种作用力下与岩石接触产生的应力状态,揭示了耦合仿生钻头的排屑效果、冷却环境和岩石受力状态等方面均优越于普通金刚石钻头,具有显著的高效破岩和耐磨特性。

关 键 词：耦合仿生钻头 钻头 耐磨 土壤动物 

分 类 号：P5[天文地球—地质学]