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锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究
1
作者
吴泽兵
袁若飞
+2 位作者
张文溪
贺啸林
刘家乐
《石油机械》
北大核心
2024年第1期29-37,44,共10页
目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研...
目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研究结果表明:相比普通PDC齿,锯形PDC齿在破岩过程中所产生切削力峰值和均值更小,且该切削力均值减小约12.7%,机械比能减少约19%;后倾角增大情况下,锯形齿的机械比能和切削力均先减小后增大,最佳后倾角为10°时,锯形齿的机械比能和切削力最小,切削深度增加情况下,存在临界切削深度1.5 mm,超过1.5 mm后,切削力与机械比能呈现跳跃式增加,锯形齿在模拟范围内,最佳设计方案为3个锯齿。所得结论对钻头布齿和优化设计具有指导意义。
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关键词
锯形PDC齿
有限元模型
破岩特性
机械比能
切削力
后倾角
切削深度
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职称材料
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
被引量:
59
2
作者
邹德永
曹继飞
+2 位作者
袁军
谌湛
于鹏
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011年第6期91-94,共4页
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的...
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的重叠和覆盖情况,以相同钻压下微钻头在岩样表面旋转一周的切削深度作为评价其破岩效率的指标,分析了切削齿尺寸、后倾角等对硬地层PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:在钻进可钻性超过Ⅵ级的硬地层时,切削齿尺寸越大,其破岩效率越低;钻进可钻性为Ⅵ—Ⅶ级的硬地层时,13.44mm切削齿的破岩效率最高,其最佳后倾角为15°。
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关键词
硬地层
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
破岩效率
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职称材料
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
被引量:
18
3
作者
邹德永
徐城凯
+2 位作者
易杨
陈修平
于金平
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期85-90,共6页
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取...
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。
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关键词
PDC钻头
台架试验
破岩效率
切削齿尺寸
切削齿后倾角
布齿密度
岩石可钻性
地层适应性
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职称材料
布齿参数对PDC钻头破岩效率影响的试验
被引量:
21
4
作者
邹德永
蔡环
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期76-79,共4页
PDC切削齿尺寸、后倾角和布齿密度是影响PDC钻头性能的重要设计参数。采用室内钻进试验方法,考察切削齿尺寸、后倾角和布齿密度对PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:对可钻性为Ⅲ级以下的岩石,直径19 mm切削齿的破岩效率最高;对可钻性为...
PDC切削齿尺寸、后倾角和布齿密度是影响PDC钻头性能的重要设计参数。采用室内钻进试验方法,考察切削齿尺寸、后倾角和布齿密度对PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:对可钻性为Ⅲ级以下的岩石,直径19 mm切削齿的破岩效率最高;对可钻性为Ⅳ-Ⅴ级的岩石,直径16 mm切削齿的破岩效率最高;采用直径19 mm和16 mm切削齿时,后倾角为15°左右时的破岩效率最高;随布齿密度增大,破岩效率降低,特别是在可钻性为Ⅲ级以下的岩石中,布齿密度的影响更为明显。
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关键词
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
布齿密度
破岩效率
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职称材料
PDC钻头单齿“攻击性”布齿研究及有限元分析
被引量:
8
5
作者
张强
李丁
+2 位作者
景文清
胡珊珊
陈治
《石油机械》
北大核心
2014年第10期5-8,共4页
为深入了解PDC钻头的“攻击性”,通过试验及有限元仿真等方法对PDC钻头的几何参数、布齿规律与钻压、扭矩和破岩效率之间的相互关系进行研究分析,得到如下结论:①前倾角A、侧转角B、切削面倾斜角C对“攻击性”影响大小为A〉C〉B,“...
为深入了解PDC钻头的“攻击性”,通过试验及有限元仿真等方法对PDC钻头的几何参数、布齿规律与钻压、扭矩和破岩效率之间的相互关系进行研究分析,得到如下结论:①前倾角A、侧转角B、切削面倾斜角C对“攻击性”影响大小为A〉C〉B,“攻击性”随前倾角A的增大而减小;②前倾角A的适合取值范围为17°~21°;③为保证整个钻头上切削齿“攻击性”的一致性,远离钻头中心的切削齿宜采用稍大的前倾角,可取19°~21°,靠近钻头中心的切削齿宜采用稍小的前倾角,可取17°~19°。PDC钻头的单齿布齿规律将为后续PDC钻头布齿的优化设计和现场钻井施加钻压工艺提供可靠的试验及理论依据,防止连续管等工具在钻井过程中的损坏,提高施工安全系数。
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关键词
PDC钻头
单齿布齿规律
攻击性
前倾角
侧转角
倾斜角
有限元分析
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职称材料
PDC钻头切削齿工作角设计理论
被引量:
5
6
作者
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992年第1期24-33,共10页
分析了PDC钻头切削齿结构特点及工作过程,定义了切削齿的侧倾角和前倾角两个工作角,并建立了这两个角的计算模式.研究认为,PDC钻头切削齿的齿前角、装配角及侧转角,决定了其工作面的方向及侧倾角;齿前角、侧转角及切削齿齿刃上工作点的...
分析了PDC钻头切削齿结构特点及工作过程,定义了切削齿的侧倾角和前倾角两个工作角,并建立了这两个角的计算模式.研究认为,PDC钻头切削齿的齿前角、装配角及侧转角,决定了其工作面的方向及侧倾角;齿前角、侧转角及切削齿齿刃上工作点的位置,决定了该点工作时的前倾角.侧倾角和前倾角的概念不同于侧转角和齿前角.
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关键词
PDC钻头
侧倾角
前倾角
切削齿
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职称材料
PDC切削齿后倾角与破岩关系的数值模拟
被引量:
5
7
作者
唐胜利
曹小军
+1 位作者
高欣
闫鸽
《煤炭技术》
CAS
2019年第4期154-157,共4页
PDC钻头在煤炭行业中应用广泛,但在煤层顶、底板硬岩穿层钻进中出现了效率低的状况。基于这一问题,以切削齿为单位对钻头破岩作用机制进行研究,在有限差分软件FLAC^(3D)中建立切削齿与岩石相互作用仿真模型。通过改变切削齿空间参数,模...
PDC钻头在煤炭行业中应用广泛,但在煤层顶、底板硬岩穿层钻进中出现了效率低的状况。基于这一问题,以切削齿为单位对钻头破岩作用机制进行研究,在有限差分软件FLAC^(3D)中建立切削齿与岩石相互作用仿真模型。通过改变切削齿空间参数,模拟不同后倾角对切削齿破岩效果的影响。研究结果表明,切削齿的后倾角为15°时,切削齿对岩石产生应力及位移最大,破岩效果最为明显。
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关键词
PDC钻头
切削齿
后倾角
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职称材料
PDC钻头切削齿工作角的设计方法
被引量:
2
8
作者
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992年第3期20-25,共6页
详细讨论了各种因素对PDC钻头切削齿的两个工作角(前倾角及侧倾角)的大小和方向的影响-根据PDC钻头的结构特点,在设计切削齿工作角时,将钻头分为四个区域,分别论述了各个区域切削齿工作角的设计方法和原则.研究认为,控制钻头各部位切削...
详细讨论了各种因素对PDC钻头切削齿的两个工作角(前倾角及侧倾角)的大小和方向的影响-根据PDC钻头的结构特点,在设计切削齿工作角时,将钻头分为四个区域,分别论述了各个区域切削齿工作角的设计方法和原则.研究认为,控制钻头各部位切削齿结构参数的变化,可以设计出满足要求的切削齿工作角.
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关键词
钻头
切削刃
倾角
设计
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职称材料
基于离散元法的砾岩地层三棱齿切削破岩数值模拟
被引量:
5
9
作者
刘笑傲
邹德永
+3 位作者
王庆
刘洪山
黄勇
陈雅辉
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期149-155,共7页
三棱齿因具有强抗冲击性与高耐磨性,可提高PDC钻头在砾岩地层中破岩效率及寿命,但在砾岩地层中的破岩机理及破岩效果不明确,导致砾岩地层中三棱齿PDC钻头设计缺乏理论依据。针对上述问题,基于离散元法建立了三棱齿切削破碎砾岩的数值仿...
三棱齿因具有强抗冲击性与高耐磨性,可提高PDC钻头在砾岩地层中破岩效率及寿命,但在砾岩地层中的破岩机理及破岩效果不明确,导致砾岩地层中三棱齿PDC钻头设计缺乏理论依据。针对上述问题,基于离散元法建立了三棱齿切削破碎砾岩的数值仿真模型,研究不同砾石与胶结物基质黏结强度差情况下砾岩破岩形式与过程,并分析了三棱齿直径及后倾角对三棱齿切削力及砾岩破碎过程中岩石裂纹拓展的影响。结果表明:在黏结强度差大于70 MPa时,砾石会直接被剥离,而强度差小于40 MPa时,砾石直接被破碎;2种黏结强度差情况下,三棱齿直径为16 mm,后倾角为15°时,切削破碎砾岩效率均能达到最高。该研究对三棱齿PDC钻头设计具有理论意义。
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关键词
三棱齿
PDC钻头
砾岩地层
破岩机理
切削齿直径
后倾角
离散元法
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职称材料
钢筋锥螺纹复合梳刀的设计与制造
10
作者
伍世荣
《桂林电子工业学院学报》
1989年第1期1-5,共5页
本文着重叙述使用于特定螺纹切削头的复合螺纹梳刀的设计,指出它与普通切向螺纹梳刀的不同之处,并简单介绍了它的制造过程和切削条件。
关键词
钢筋
复合螺纹梳刀
刀倾角
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职称材料
尖锥形后备齿PDC钻头的参数优化与现场应用
被引量:
2
11
作者
姚建林
李伟成
+3 位作者
李德伟
冯明
杨开雄
肖洋
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2020年第5期9-11,23,I0001,共5页
通过ABAQUS有限元仿真分析了尖锥形齿在单齿条件下的破岩过程,计算得到了齿切削力和破碎比功随齿顶角和前倾角的变化规律获得了齿顶角和前倾角的最优匹配关系,为尖锥形后备齿PDC钻头的设计提供了理论支持。在此基础上研发的的尖锥形后备...
通过ABAQUS有限元仿真分析了尖锥形齿在单齿条件下的破岩过程,计算得到了齿切削力和破碎比功随齿顶角和前倾角的变化规律获得了齿顶角和前倾角的最优匹配关系,为尖锥形后备齿PDC钻头的设计提供了理论支持。在此基础上研发的的尖锥形后备齿PDC钻头在岳XX井成功开展了现场试验,结果表明该钻头在机械钻速和进尺方面均表现优异具有较高的工程应用价值。在实际应用中也发现:除齿顶角和前倾角这两个参数之外,尖锥形齿与常规PDC齿的位置关系也值得深入研究其研究结果有望进一步提高尖锥形后备齿PDC钻头的破岩效率和使用寿命。
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关键词
尖锥形齿
齿顶角
前倾角
PDC钻头
有限元仿真
现场试验
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职称材料
负前角硬质合金齿轮滚刀齿形精度保持性的研究
12
作者
王殿龙
姚南珣
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1991年第6期663-668,共6页
负前角硬质合金齿轮滚刀具有曲线刀刃,提高其齿形精度保持性比具有直线刀刃的普通齿轮滚刀更复杂、更困难。针对负前角硬质合金齿轮滚刀齿侧面铲磨畸变的特点,提出了一种使用新型凸轮曲线的变K值铲磨工艺,并优化设计了相应的新型变...
负前角硬质合金齿轮滚刀具有曲线刀刃,提高其齿形精度保持性比具有直线刀刃的普通齿轮滚刀更复杂、更困难。针对负前角硬质合金齿轮滚刀齿侧面铲磨畸变的特点,提出了一种使用新型凸轮曲线的变K值铲磨工艺,并优化设计了相应的新型变K值凸轮,在生产中进行了实验验证。该工艺具有操作简单、使用方便、精度稳定等优点。
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关键词
滚刀
齿轮
负前角
硬质合金
齿形
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职称材料
PDC钻头厚层砾岩钻进技术探索与实践
被引量:
20
13
作者
邵明仁
张春阳
+3 位作者
陈建兵
徐荣强
杨成
迟愚
《中国海上油气》
CAS
2008年第1期44-47,共4页
为了降低海上钻井作业成本、提高作业效率,开发了PDC钻头厚层砾岩钻进技术。在保持普通PDC钻头快速切削性能的基础上,通过优选新型高强度PDC切削齿、改进钻头切削结构提高钻头的整体强度,通过采用后倾角渐变、力平衡设计、加强切削齿保...
为了降低海上钻井作业成本、提高作业效率,开发了PDC钻头厚层砾岩钻进技术。在保持普通PDC钻头快速切削性能的基础上,通过优选新型高强度PDC切削齿、改进钻头切削结构提高钻头的整体强度,通过采用后倾角渐变、力平衡设计、加强切削齿保护等方法提高钻头的稳定性,并且在使用中通过优化钻具组合、采用合理的钻井参数和"中低排量-中低转速-中高钻压"的平稳钻进模式预防PDC钻头在砾岩段的先期破坏,有效延长了钻头在砾岩钻进中的寿命。应用该技术实现了用PDC钻头在辽东湾一次性钻穿馆陶组和东营组上部疏松地层中垂厚近80m的砾岩段,有的井钻穿砾岩段后又直接钻下部中硬地层至完钻井深。采用PDC钻头厚层砾岩钻进技术,可以大量节省海上钻井作业时间,显著降低钻井费用。
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关键词
砾岩
PDC钻头
后倾角
力平衡
钻进模式
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职称材料
考虑围压及岩石强度的PDC单齿破岩数值模拟
14
作者
何仁清
邹德永
郑宇宇
《石油矿场机械》
2013年第12期12-15,共4页
采用显式动力学中侵蚀接触的有限元分析方法,对PDC齿切削岩石进行了数值模拟,研究了围压强度对PDC齿切削力的影响,分析了不同齿径及后倾角对PDC齿破岩效率的影响规律。模拟结果较好地反应了PDC齿的剪切破岩机理,且后倾角增大,剪切破坏...
采用显式动力学中侵蚀接触的有限元分析方法,对PDC齿切削岩石进行了数值模拟,研究了围压强度对PDC齿切削力的影响,分析了不同齿径及后倾角对PDC齿破岩效率的影响规律。模拟结果较好地反应了PDC齿的剪切破岩机理,且后倾角增大,剪切破坏难度加大;围压使岩石强度增大,破岩难度增加;考虑软、硬地层时,分别选用10°、19mm和15°、13mm的后倾角及齿径组合能获得最高的破岩效率。
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关键词
PDC齿
数值模拟
后倾角
围压
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职称材料
高职生认知铣削平面用铣刀的难点分解
15
作者
孙晋梅
王晓萌
《科技创新导报》
2022年第18期103-107,共5页
随着数控技术的快速发展,铣刀在机械制造业中的应用越发广泛,但因铣刀结构复杂,部分高职生对铣刀的认知不是很清晰。本文坚持化繁为简的思路,即将复杂问题简单化、直观化,将铣削概念用实例来讲解以加深学生的理解,吸引学生积极主动思考...
随着数控技术的快速发展,铣刀在机械制造业中的应用越发广泛,但因铣刀结构复杂,部分高职生对铣刀的认知不是很清晰。本文坚持化繁为简的思路,即将复杂问题简单化、直观化,将铣削概念用实例来讲解以加深学生的理解,吸引学生积极主动思考,准确把握铣刀的相关技术要素。本文将从铣削平面用铣刀的几何参数、铣削用量、铣削层参数、铣削力的分解、铣削方式、铣刀几何参数的选择等方面逐一进行难点分解。
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关键词
铣刀几何参数
铣削用量
铣削方式
铣削力的分解
背前角
侧前角
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职称材料
超长细杆加工
16
作者
尚卫政
胡延杰
+2 位作者
王世金
王立广
赵同磊
《现代制造技术与装备》
2009年第2期64-64,66,共2页
介绍了采用螺纹回转顶尖拉紧工件,反向走刀,粗、精车刀进行加工的方法,来加工细长杆类工件,扩大了设备的加工能力,提高了设备的利用率。
关键词
螺纹回转顶尖
细长杆
主偏角
前角
后角
刃倾角
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职称材料
题名
锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究
1
作者
吴泽兵
袁若飞
张文溪
贺啸林
刘家乐
机构
西安石油大学机械工程学院
出处
《石油机械》
北大核心
2024年第1期29-37,44,共10页
基金
陕西省重点研发计划项目“基于深度学习的智能送钻系统目标钻压实时获取及控制优化”(2022KW-10)。
文摘
目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研究结果表明:相比普通PDC齿,锯形PDC齿在破岩过程中所产生切削力峰值和均值更小,且该切削力均值减小约12.7%,机械比能减少约19%;后倾角增大情况下,锯形齿的机械比能和切削力均先减小后增大,最佳后倾角为10°时,锯形齿的机械比能和切削力最小,切削深度增加情况下,存在临界切削深度1.5 mm,超过1.5 mm后,切削力与机械比能呈现跳跃式增加,锯形齿在模拟范围内,最佳设计方案为3个锯齿。所得结论对钻头布齿和优化设计具有指导意义。
关键词
锯形PDC齿
有限元模型
破岩特性
机械比能
切削力
后倾角
切削深度
Keywords
sawtooth PDC cutter
finite element model
rock-breaking properties
mechanical specific ener-gy
cutting force
back rake
angle
cutting depth
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
被引量:
59
2
作者
邹德永
曹继飞
袁军
谌湛
于鹏
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院
出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011年第6期91-94,共4页
基金
国家高技术研究发展计划("863"计划)课题"超深井新型破岩工具及配套技术研究"(编号:2006AA06A109)部分研究内容
文摘
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的重叠和覆盖情况,以相同钻压下微钻头在岩样表面旋转一周的切削深度作为评价其破岩效率的指标,分析了切削齿尺寸、后倾角等对硬地层PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:在钻进可钻性超过Ⅵ级的硬地层时,切削齿尺寸越大,其破岩效率越低;钻进可钻性为Ⅵ—Ⅶ级的硬地层时,13.44mm切削齿的破岩效率最高,其最佳后倾角为15°。
关键词
硬地层
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
破岩效率
Keywords
hard formation
PDC bit
cutter size
back rake
cutting efficiency
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
下载PDF
职称材料
题名
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
被引量:
18
3
作者
邹德永
徐城凯
易杨
陈修平
于金平
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油塔里木油田公司油气工程研究院
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期85-90,共6页
基金
国家"十三五"科技重大专项子课题"岩石研磨性评价及钻头磨损方程研究"(编号:2016ZX05033-004-005)
文摘
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。
关键词
PDC钻头
台架试验
破岩效率
切削齿尺寸
切削齿后倾角
布齿密度
岩石可钻性
地层适应性
Keywords
PDC bit
Bench test
Rock breaking efficiency
Cutter size
back rake
Cutter density
Rock drillability
Formation adaptability
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
下载PDF
职称材料
题名
布齿参数对PDC钻头破岩效率影响的试验
被引量:
21
4
作者
邹德永
蔡环
机构
中国石油大学石油工程学院
出处
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期76-79,共4页
文摘
PDC切削齿尺寸、后倾角和布齿密度是影响PDC钻头性能的重要设计参数。采用室内钻进试验方法,考察切削齿尺寸、后倾角和布齿密度对PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:对可钻性为Ⅲ级以下的岩石,直径19 mm切削齿的破岩效率最高;对可钻性为Ⅳ-Ⅴ级的岩石,直径16 mm切削齿的破岩效率最高;采用直径19 mm和16 mm切削齿时,后倾角为15°左右时的破岩效率最高;随布齿密度增大,破岩效率降低,特别是在可钻性为Ⅲ级以下的岩石中,布齿密度的影响更为明显。
关键词
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
布齿密度
破岩效率
Keywords
PDC bit
cutter size
back rake
cutter density
rate of penetration
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
PDC钻头单齿“攻击性”布齿研究及有限元分析
被引量:
8
5
作者
张强
李丁
景文清
胡珊珊
陈治
机构
长江大学机械工程学院
渤海石油装备(天津)中成机械制造有限公司
出处
《石油机械》
北大核心
2014年第10期5-8,共4页
基金
国家科技重大专项"连续管装备与应用技术"(2011ZX05036-006)
文摘
为深入了解PDC钻头的“攻击性”,通过试验及有限元仿真等方法对PDC钻头的几何参数、布齿规律与钻压、扭矩和破岩效率之间的相互关系进行研究分析,得到如下结论:①前倾角A、侧转角B、切削面倾斜角C对“攻击性”影响大小为A〉C〉B,“攻击性”随前倾角A的增大而减小;②前倾角A的适合取值范围为17°~21°;③为保证整个钻头上切削齿“攻击性”的一致性,远离钻头中心的切削齿宜采用稍大的前倾角,可取19°~21°,靠近钻头中心的切削齿宜采用稍小的前倾角,可取17°~19°。PDC钻头的单齿布齿规律将为后续PDC钻头布齿的优化设计和现场钻井施加钻压工艺提供可靠的试验及理论依据,防止连续管等工具在钻井过程中的损坏,提高施工安全系数。
关键词
PDC钻头
单齿布齿规律
攻击性
前倾角
侧转角
倾斜角
有限元分析
Keywords
PDC drill bit
single-cutter placement rule
aggressiveness
back rake
side
rake
inclinationangle
finite element analysis
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
PDC钻头切削齿工作角设计理论
被引量:
5
6
作者
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
机构
石油大学
出处
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992年第1期24-33,共10页
基金
国家教委博士点基金
文摘
分析了PDC钻头切削齿结构特点及工作过程,定义了切削齿的侧倾角和前倾角两个工作角,并建立了这两个角的计算模式.研究认为,PDC钻头切削齿的齿前角、装配角及侧转角,决定了其工作面的方向及侧倾角;齿前角、侧转角及切削齿齿刃上工作点的位置,决定了该点工作时的前倾角.侧倾角和前倾角的概念不同于侧转角和齿前角.
关键词
PDC钻头
侧倾角
前倾角
切削齿
Keywords
PDC bit
Cutter
back rake
angle
Side
rake
angle
Design
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
下载PDF
职称材料
题名
PDC切削齿后倾角与破岩关系的数值模拟
被引量:
5
7
作者
唐胜利
曹小军
高欣
闫鸽
机构
西安科技大学地质与环境学院
出处
《煤炭技术》
CAS
2019年第4期154-157,共4页
文摘
PDC钻头在煤炭行业中应用广泛,但在煤层顶、底板硬岩穿层钻进中出现了效率低的状况。基于这一问题,以切削齿为单位对钻头破岩作用机制进行研究,在有限差分软件FLAC^(3D)中建立切削齿与岩石相互作用仿真模型。通过改变切削齿空间参数,模拟不同后倾角对切削齿破岩效果的影响。研究结果表明,切削齿的后倾角为15°时,切削齿对岩石产生应力及位移最大,破岩效果最为明显。
关键词
PDC钻头
切削齿
后倾角
Keywords
PDC bits
cutters
back rake
分类号
TD421.25 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
PDC钻头切削齿工作角的设计方法
被引量:
2
8
作者
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
机构
石油大学石油工程系
出处
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992年第3期20-25,共6页
基金
国家教委博士点基金科研项目
文摘
详细讨论了各种因素对PDC钻头切削齿的两个工作角(前倾角及侧倾角)的大小和方向的影响-根据PDC钻头的结构特点,在设计切削齿工作角时,将钻头分为四个区域,分别论述了各个区域切削齿工作角的设计方法和原则.研究认为,控制钻头各部位切削齿结构参数的变化,可以设计出满足要求的切削齿工作角.
关键词
钻头
切削刃
倾角
设计
Keywords
PDC bit
Cutter
back rake
angle
Side
rake
angle
Design
分类号
P634.41 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于离散元法的砾岩地层三棱齿切削破岩数值模拟
被引量:
5
9
作者
刘笑傲
邹德永
王庆
刘洪山
黄勇
陈雅辉
机构
中国石油大学(华东)
中国石油工程技术研究院有限公司
中国石油青海油田分公司
中国石化重庆页岩气有限公司
出处
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期149-155,共7页
基金
中国博士后科学基金“钻柱中应力分布差异对声传播特性的影响规律研究”(2021M693508)
中央高校基本科研业务专项基金“基于循环温度激变的致密砂岩可钻性弱化机制研究”(18CX02102A)
中国石油重大科技项目“深层复杂条件钻井提速方法与关键技术研究”(ZD2019-183-005)。
文摘
三棱齿因具有强抗冲击性与高耐磨性,可提高PDC钻头在砾岩地层中破岩效率及寿命,但在砾岩地层中的破岩机理及破岩效果不明确,导致砾岩地层中三棱齿PDC钻头设计缺乏理论依据。针对上述问题,基于离散元法建立了三棱齿切削破碎砾岩的数值仿真模型,研究不同砾石与胶结物基质黏结强度差情况下砾岩破岩形式与过程,并分析了三棱齿直径及后倾角对三棱齿切削力及砾岩破碎过程中岩石裂纹拓展的影响。结果表明:在黏结强度差大于70 MPa时,砾石会直接被剥离,而强度差小于40 MPa时,砾石直接被破碎;2种黏结强度差情况下,三棱齿直径为16 mm,后倾角为15°时,切削破碎砾岩效率均能达到最高。该研究对三棱齿PDC钻头设计具有理论意义。
关键词
三棱齿
PDC钻头
砾岩地层
破岩机理
切削齿直径
后倾角
离散元法
Keywords
triangular prismatic cutter
PDC bit
conglomerate formation
rock breaking mechanism
cutter diameter
back rake
angle
discrete element method
分类号
TE928 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
钢筋锥螺纹复合梳刀的设计与制造
10
作者
伍世荣
机构
桂林电子工业学院电子机械系
出处
《桂林电子工业学院学报》
1989年第1期1-5,共5页
文摘
本文着重叙述使用于特定螺纹切削头的复合螺纹梳刀的设计,指出它与普通切向螺纹梳刀的不同之处,并简单介绍了它的制造过程和切削条件。
关键词
钢筋
复合螺纹梳刀
刀倾角
Keywords
reinforced bar
compound chaser
back rake
resharpen
分类号
TG722 [金属学及工艺—刀具与模具]
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职称材料
题名
尖锥形后备齿PDC钻头的参数优化与现场应用
被引量:
2
11
作者
姚建林
李伟成
李德伟
冯明
杨开雄
肖洋
机构
四川川庆石油钻采科技有限公司
中石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院
中石油川庆钻探工程有限公司长庆固井公司
中石油川庆钻探工程公司
中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司
出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2020年第5期9-11,23,I0001,共5页
基金
国家科技重大专项“四川盆地大型碳酸岩盐气田开发示范工程”(编号:2016ZX05052)。
文摘
通过ABAQUS有限元仿真分析了尖锥形齿在单齿条件下的破岩过程,计算得到了齿切削力和破碎比功随齿顶角和前倾角的变化规律获得了齿顶角和前倾角的最优匹配关系,为尖锥形后备齿PDC钻头的设计提供了理论支持。在此基础上研发的的尖锥形后备齿PDC钻头在岳XX井成功开展了现场试验,结果表明该钻头在机械钻速和进尺方面均表现优异具有较高的工程应用价值。在实际应用中也发现:除齿顶角和前倾角这两个参数之外,尖锥形齿与常规PDC齿的位置关系也值得深入研究其研究结果有望进一步提高尖锥形后备齿PDC钻头的破岩效率和使用寿命。
关键词
尖锥形齿
齿顶角
前倾角
PDC钻头
有限元仿真
现场试验
Keywords
stinger cutter
addendum angle
back rake
angle
PDC bit
FEM simulation
angle optimization
field application
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
TB115 [理学—应用数学]
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职称材料
题名
负前角硬质合金齿轮滚刀齿形精度保持性的研究
12
作者
王殿龙
姚南珣
机构
大连理工大学机械工程系
出处
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1991年第6期663-668,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目
文摘
负前角硬质合金齿轮滚刀具有曲线刀刃,提高其齿形精度保持性比具有直线刀刃的普通齿轮滚刀更复杂、更困难。针对负前角硬质合金齿轮滚刀齿侧面铲磨畸变的特点,提出了一种使用新型凸轮曲线的变K值铲磨工艺,并优化设计了相应的新型变K值凸轮,在生产中进行了实验验证。该工艺具有操作简单、使用方便、精度稳定等优点。
关键词
滚刀
齿轮
负前角
硬质合金
齿形
Keywords
hobs
back
ing-off cutting
grinding
tooth profiles
negative
rake
angle
tooth profile error/accuracy life
分类号
TG721 [金属学及工艺—刀具与模具]
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职称材料
题名
PDC钻头厚层砾岩钻进技术探索与实践
被引量:
20
13
作者
邵明仁
张春阳
陈建兵
徐荣强
杨成
迟愚
机构
中海石油基地集团监督监理技术分公司
中海石油(中国)有限公司天津分公司
出处
《中国海上油气》
CAS
2008年第1期44-47,共4页
文摘
为了降低海上钻井作业成本、提高作业效率,开发了PDC钻头厚层砾岩钻进技术。在保持普通PDC钻头快速切削性能的基础上,通过优选新型高强度PDC切削齿、改进钻头切削结构提高钻头的整体强度,通过采用后倾角渐变、力平衡设计、加强切削齿保护等方法提高钻头的稳定性,并且在使用中通过优化钻具组合、采用合理的钻井参数和"中低排量-中低转速-中高钻压"的平稳钻进模式预防PDC钻头在砾岩段的先期破坏,有效延长了钻头在砾岩钻进中的寿命。应用该技术实现了用PDC钻头在辽东湾一次性钻穿馆陶组和东营组上部疏松地层中垂厚近80m的砾岩段,有的井钻穿砾岩段后又直接钻下部中硬地层至完钻井深。采用PDC钻头厚层砾岩钻进技术,可以大量节省海上钻井作业时间,显著降低钻井费用。
关键词
砾岩
PDC钻头
后倾角
力平衡
钻进模式
Keywords
conglomerate
PDC bit
back rake
angle
force balance
drilling mode
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
P634.5 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
考虑围压及岩石强度的PDC单齿破岩数值模拟
14
作者
何仁清
邹德永
郑宇宇
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中海油服钻井事业部
出处
《石油矿场机械》
2013年第12期12-15,共4页
文摘
采用显式动力学中侵蚀接触的有限元分析方法,对PDC齿切削岩石进行了数值模拟,研究了围压强度对PDC齿切削力的影响,分析了不同齿径及后倾角对PDC齿破岩效率的影响规律。模拟结果较好地反应了PDC齿的剪切破岩机理,且后倾角增大,剪切破坏难度加大;围压使岩石强度增大,破岩难度增加;考虑软、硬地层时,分别选用10°、19mm和15°、13mm的后倾角及齿径组合能获得最高的破岩效率。
关键词
PDC齿
数值模拟
后倾角
围压
Keywords
PDC cutter
simulation
back rake
angle
confining pressure
分类号
TE921.101 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
高职生认知铣削平面用铣刀的难点分解
15
作者
孙晋梅
王晓萌
机构
枣庄技师学院
山东师范大学
出处
《科技创新导报》
2022年第18期103-107,共5页
文摘
随着数控技术的快速发展,铣刀在机械制造业中的应用越发广泛,但因铣刀结构复杂,部分高职生对铣刀的认知不是很清晰。本文坚持化繁为简的思路,即将复杂问题简单化、直观化,将铣削概念用实例来讲解以加深学生的理解,吸引学生积极主动思考,准确把握铣刀的相关技术要素。本文将从铣削平面用铣刀的几何参数、铣削用量、铣削层参数、铣削力的分解、铣削方式、铣刀几何参数的选择等方面逐一进行难点分解。
关键词
铣刀几何参数
铣削用量
铣削方式
铣削力的分解
背前角
侧前角
Keywords
Milling cutter geometric parameters
Milling amount
Milling method
Decomposition of milling force
Tool
back
angle
Side
rake
angle
分类号
G64 [文化科学—高等教育学]
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职称材料
题名
超长细杆加工
16
作者
尚卫政
胡延杰
王世金
王立广
赵同磊
机构
山东省莱州市华汽机械有限公司
出处
《现代制造技术与装备》
2009年第2期64-64,66,共2页
文摘
介绍了采用螺纹回转顶尖拉紧工件,反向走刀,粗、精车刀进行加工的方法,来加工细长杆类工件,扩大了设备的加工能力,提高了设备的利用率。
关键词
螺纹回转顶尖
细长杆
主偏角
前角
后角
刃倾角
Keywords
screw thread turning flnial,overlength thin axes,primary angle, positive
rake
angle,
back
angle, edge clearance angle
分类号
TG506 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究
吴泽兵
袁若飞
张文溪
贺啸林
刘家乐
《石油机械》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
邹德永
曹继飞
袁军
谌湛
于鹏
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011
59
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职称材料
3
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
邹德永
徐城凯
易杨
陈修平
于金平
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
18
下载PDF
职称材料
4
布齿参数对PDC钻头破岩效率影响的试验
邹德永
蔡环
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
21
下载PDF
职称材料
5
PDC钻头单齿“攻击性”布齿研究及有限元分析
张强
李丁
景文清
胡珊珊
陈治
《石油机械》
北大核心
2014
8
下载PDF
职称材料
6
PDC钻头切削齿工作角设计理论
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992
5
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职称材料
7
PDC切削齿后倾角与破岩关系的数值模拟
唐胜利
曹小军
高欣
闫鸽
《煤炭技术》
CAS
2019
5
下载PDF
职称材料
8
PDC钻头切削齿工作角的设计方法
翟应虎
蔡镜仑
刘希圣
《石油大学学报(自然科学版)》
CSCD
1992
2
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职称材料
9
基于离散元法的砾岩地层三棱齿切削破岩数值模拟
刘笑傲
邹德永
王庆
刘洪山
黄勇
陈雅辉
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
10
钢筋锥螺纹复合梳刀的设计与制造
伍世荣
《桂林电子工业学院学报》
1989
0
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职称材料
11
尖锥形后备齿PDC钻头的参数优化与现场应用
姚建林
李伟成
李德伟
冯明
杨开雄
肖洋
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
12
负前角硬质合金齿轮滚刀齿形精度保持性的研究
王殿龙
姚南珣
《大连理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1991
0
下载PDF
职称材料
13
PDC钻头厚层砾岩钻进技术探索与实践
邵明仁
张春阳
陈建兵
徐荣强
杨成
迟愚
《中国海上油气》
CAS
2008
20
下载PDF
职称材料
14
考虑围压及岩石强度的PDC单齿破岩数值模拟
何仁清
邹德永
郑宇宇
《石油矿场机械》
2013
0
下载PDF
职称材料
15
高职生认知铣削平面用铣刀的难点分解
孙晋梅
王晓萌
《科技创新导报》
2022
0
下载PDF
职称材料
16
超长细杆加工
尚卫政
胡延杰
王世金
王立广
赵同磊
《现代制造技术与装备》
2009
0
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