旋切方式作用的新型钻头破岩特性与试验分析

摘要：

在分析传统三牙轮钻头破岩特性的基础上，提出一种旋切方式破岩的新型钻头(旋切钻头)。运用柱坐标与复合运动原理，建立破岩过程切削齿的位置方程、速度方程和加速度方程。同时结合算例参数，分析不同齿圈切削齿破岩过程接触段上的速度和加速度分布规律。根据加速度计算结果进行切削齿破岩工作力学和失效机制研究。结果表明：在钻进过程中，旋切钻头的切削齿以冲击、旋切方式破岩，不同齿圈切削齿同时切削井壁，且大齿圈切削齿过井眼中心，运动速度快，可有效地提高钻头心部破岩效率。试验结果验证了算例分析和计算方法的正确性，建立的计算方法修正了现有研究的部分错误，且适用于其他牙轮钻头与复合钻头的研究。

关键词：钻头、破岩、旋切、效率、机械钻速、试验

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：石油天然气装备教育部重点试验室开放课题OGE201403-05;国家自然科学基金项目51074202,11102173;四川省教育厅成果转化重大培育项目12ZZ003

在线出版日期：2015-06-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：156-164