单牙轮钻头牙齿网状切削破岩试验研究.pdf

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1、石油机械一10一CHINAPETROLEUMMACHINERY2012年第40卷第8期●钻井技术与装备单牙轮钻头牙齿网状切削破岩试验研究邓嵘许友斌胡琴(西南石油大学机电工程学院)摘要：通过在平面岩样上进行牙齿网状切削组合试验，获得每种情况下的岩石破碎平均深度、破碎面积和破碎体积。根据获得的切削力和破碎体积，计算出单位长度破碎体积和单位体积破碎功，研究这2项指标与各种组合试验参数之间的关系，得到牙齿齿形、岩石性质、切削深度、切槽间距和切槽交叉角度对牙齿破岩的影响规律，找出每种牙齿的最佳切削参数组合，并对齿形的优劣进行评价。试验研究结果表明，网状切削破岩效果

2、优于单向切削破岩方式和以压入为主的破岩方式。此外，无论是软砂岩地层还是硬砂岩地层，在单牙轮钻头上采用楔形齿要优于锥球齿。加大钻压，相当于加大切深，可以获得好的破岩效果。不同的切削组合，各有合理的间距。关键词：单牙轮钻头；牙齿；网状切削；岩石破碎中图分类号：TE921文献标识码：A文章编号：1001—4578(2012)08—0010—05ExperimentalResearchontheToothReticularCuttingRock-breakingofSingleConeBitDengRongXuYoubinHuQin(CollegeofMecha

3、nicalandElectronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity)Abstract：Thetoothreticularcuttingcombinationexperimentwasconductedontheplanarrocksampletoob—taintheaveragerockbreakingdepth，breakingareaandbreakingsizeineachcase．Thebreakingsizeperunitlengthandcrushingenergyperunitlengthw

4、erecalculatedaccordingtotheobtainedcuttingforceandbreakingsize．Therelationbetweenbothindexesandvariouscombinationtestparameterswasstudiedtoobtaintheeffectlawoftoothprofile，rockproperty，cuttingdepth，groovingdistanceandgroovingcrossangleontoothrockbreaking，tofindouttheoptimalcuttin

5、gparametriccombinationofeachkindoftoothandtomakeanassessmentofthequalityoftoothprofile．Theexperimentalfindingsshowthattheeffectofreticularcuttingrockbreakingisbetterthanthatoftherockbreakingmethodmainlyadoptingunidirectionalcuttingandunder—indentation．Inadditionwhetheritisho—lyst

6、oneformationorgreywackeformation，adoptionofwedgetoothonsingle—screwwheelheadisbetterthanthatofconetooth．Increaseofdrillingpressureisequivalenttoincreaseofcuttingdepth，whichcanobtaindesirablerockbreakingeffect．Differentcuttingcombinationshavetheirownreasonablespacings．Keywords：sin

7、gleconebit；tooth；reticularcutting；rockbreaking牙轮钻头井底轨迹图中发现，不同的井底部位牙齿0引言轨迹的交叉角度各不相同，并且不同结构的单牙轮钻头也会产生不同的井底轨迹卜。因此，有必要理论研究和试验结果都表明，牙齿的几何形状通过试验来研究牙齿形状、岩石性质、切削深度、和切削参数对其破岩性能有十分重要的影响。从单切槽间距和切槽交叉角度对牙齿破岩的影响规律。基金项目：四川省应用基础研究项目“牙轮钻头纳米硬质合金牙齿研究”(2008jY0114—2)。2012年第40卷第8期邓嵘等：单牙轮钻头牙齿网状切削破岩试验研究

8、在设计钻头的齿面结构时，人们总是希望能对力数据和井底模式数据。切削力包括轴向力、