PDC切削齿冲击载荷预测模型的试验研究  被引量:4

Experimental Study of the Prediction Model for Impact Load on PDC Cutters

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作  者:姜鑫[1] 邹德永[1] 王家骏[1] 陈修平[1] 

机构地区:[1]中国石油大学(华东)石油工程学院

出  处:《石油机械》2014年第4期1-3,15,共4页China Petroleum Machinery

基  金:国家"十二五"科技重大专项"胜利油田薄互层低渗透油田开发示范工程"之子课题"薄互层水平井导向PDC钻头优化设计及导向特性研究"(05Z12020300);2010年度高等学校博士学科点专项科研基金项目"石油钻井地层岩石研磨性定量评价方法研究"(20100133110002)

摘  要:为了预测PDC切削齿所受冲击力,利用PDC切削齿在不同性质的岩样上进行冲击试验,研究了切削面积、后倾角、岩石压入硬度及切削速度等因素对PDC切削齿所受冲击载荷的影响规律。研究结果表明,PDC切削齿的切向冲击力和轴向冲击力与切削面积、岩石的压入硬度和切削速度均呈显著的线性关系;后倾角为10°左右时,PDC切削齿受到的冲击力最小,随着后倾角的增大,切削齿所受的冲击力呈增大的趋势。建立了PDC切削齿冲击载荷预测模型,通过切削齿的切削参数可以预测切削齿所受冲击载荷的值。实例计算结果与实际测量结果误差在10%以内。该项研究结果为PDC钻头抗冲击性能的优化设计提供了理论依据。To predict the impact force on PDC cutter, the impact test of PDC cutter with rock specimen of dif- ferent properties was carried out. The law of effects of cutting area, back rake angle, rock indentation hardness and cutting speed on the impact load of PDC cutter was studied. The research findings show that the tangential and axial impact forces on PDC cutter are of remarkable linear relation to cutting area, back rake angle, rock indentation hardness and cutting speed. When back rake angle is about 10°, the impact force on PDC cutter reaches the minimum. With the increase of back rake angle, the impact force on the cutter tends to increase. The prediction model for the impact load on PDC cutters was established. The impact load value can be predicted through the cutting parameter of the cutter. The error between example calculation and measured result is within 10%. The research achievement provides the theoretical basis for the design optimization of PDC bit impact-resistance performance.

关 键 词:PDC钻头 切削齿 冲击载荷 冲击力 试验研究 预测模型 

分 类 号:TE921[石油与天然气工程—石油机械设备]

 

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