高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头

摘要：

为提高孕镶金刚石钻头的钻进速度和工作寿命,遵循仿生工程学相似原理,以土壤动物的爪趾为仿生原型,结合普通孕镶金刚石钻头异型唇面结构设计方法,通过无压浸渍烧结法制备了高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头.高胎体仿生异型钻头的单齿单元由多个柱齿组合并呈阶梯状排布,基于强度理论和孕镶柱齿的受力模型确定柱齿最大高径比.通过有限元数值模拟对钻头与岩石接触面的应力进行分析,检验了仿生异型单齿结构设计的合理性.钻头的野外试验数据表明:相比于普通孕镶金刚石钻头,高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头的平均钻进速度提高了20％;在不降低钻进速度的情况下,工作寿命提高一倍以上,大幅度减少了提下钻的频率,可缩短钻孔周期、节约钻探成本,具有较好的应用前景和较大的经济效益.

关键词：工程仿生学、金刚石钻头、异型结构、动物爪趾、高胎体

所属期刊栏目：46

分类号：TB17(工程基础科学)

资助基金：中国地质调查局地质调查工作项目12120114055001;国土资源部公益性行业科研专项经费项目Sino-Probe-09-05;吉林大学研究生创新研究计划项目2015005

在线出版日期：2017-01-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1540-1545