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2018年第05期
2019-01-09
237

硬岩钻进用仿生PDC切削齿优化与破岩机理研究

  • 作者:

    孙荣军
    谷拴成
    石智军
    李泉新
    张幼振
  • 关键词:

    硬岩钻进
    大锯齿仿生
    PDC切削齿
    破岩机理
  • 作者单位:

    西安科技大学建筑与土木工程学院
    中国煤炭科工集团西安研究院有限公司

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摘要: 为了提高聚晶金刚石复合片(PDC)切削齿的破岩效率,将仿生非光滑理论应用到PDC切削齿的表面形态设计中,通过对波浪形、三角形和梯形金刚石层表面形态的仿真模拟,优选出三角形表面形态为最佳结构;以φ13.44 mm×8 mm的PDC切削齿为例,通过仿真模拟对三角形凹槽数量进行了分析,最终确定3个三角形凹槽为最佳;按照确定的优化设计方案,根据不同材料和工艺设计加工了4种大锯齿仿生PDC切削齿,通过微钻试验台进一步对比分析了仿生PDC切削齿与平面PDC切削齿的钻进效率。结果表明:大锯齿仿生PDC切削齿钻进效率明显优于普通平面片,但是破岩过程中容易出现"崩片"现象,为保证使用寿命,在材料和加工工艺方面应比普通平面片要求更高。 更多还原
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