文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
PDC钻头的主要几何参数对其力学性能影响的研究
姓名:刘向东
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:屈钧利
20090426
┟—占丕雄┟歪惆级硕士生:刘向东指导教师:屈钧利关键词:晖罚痪劬Ы鸶帐春掀磺邢髟睾桑挥邢拊#籄;优化设计研究类型:应用研究晖肥兰甏兄瞥龅囊恢忠匀嗽炀劬Ы鸶帐春掀G邢鞒莸淖头,能显著地提高钻井效率而且使用寿命长,在地质、油田钻井工程中获得了广泛的运用。然而,影响其力学性能的主要几何参数以往是根据实验和经验公式来确定的,关于这方面的理论研究文献并不多见。因此对钻头的主要几何参数对其力学性能的影响进行理论研究,为钻头的优化设计提供依据,是十分必要的。本文针对三翼内凹晖和取心晖方辛苏夥矫娴难芯对钢体晖包括三翼内凹钻头、取心钻头蒲一斫辛私衔I钊氲姆治觯研究了晖犯骷负谓峁共问涞墓叵担诓蛔骷负渭偕韬图蚧那榭鱿碌汲隽晖芳负窝Щ痉匠淌剑环治隽搜沂牧ρ阅埽訮齿与岩石作用力分析模型的研究作了探讨,对两种菰睾勺饔孟碌挠αΤ∽髁搜芯浚悍治隽饲邢鞒菁捌上任一点在井底的运动规律和工作状态,确定了切削齿的工作状态参数;讨论了钻头的回旋和钻头局部周向反转,简化了计算模型,对切削齿工作角度等进行了分析及计算,研究了晖非邢髁ρУ饶谌荨采用砑/⒘街值湫蚉钻头的三维实体模型,利用隤/的数据交换功能将晖纺P偷既階中,建立了晖酚邢拊7治瞿P停并对模型在静载作用下的应力、位移进行了数值分析研究。获得晖返闹饕<负参数对其力学性能影响的变化规律。在此基础上,对晖返闹饕<负尾问辛优化分析。获得了主要几何参数的最佳取值范围。优化结果改善了晖返牧ρ能,且为晖返纳杓铺峁┝死砺垡谰荨
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指⋯微彦荆西妻料技夫学叫年厂月学位论文作者签名::所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知,除了文中加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题冉撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学
髀研究背景与意义琍窃诟呶赂哐固跫由金刚石和硬质合金瓹烧结复合而成的超硬复合材料。该材料具有金刚石的强度和耐磨性以及硬质合金基体材料的韧性和可焊性,是一种优良的切削工具与耐磨材料,广泛地应用于机械加工工具、石油与地质钻头、砂轮修整工具等【俊9庠谏鲜兰推呤年代中期开始研究,八十年代初投入使用,和井下马达、随钻测试及计算机在钻井上的应用被称为二十世纪八十年代的四大钻井新技术【俊=昀矗孀偶际鹾蜕ひ盏不断进步使聚晶金刚石复合片钻头在钻头市场上占有重要份额,而且其份额还在不断增长。例如,年度晖返淖昃咴颊甲芙叩ィ旮米晖返淖井进尺已占到总进尺的%。聚晶金刚石复合片钻头水马力、切削件和动态稳定性的改进导致该钻头的机械钻速和寿命大幅度增长。过去,晖方鍪视糜谧耆怼⒅杏驳夭悖不能用于钻研磨性地层。今天,许多发明和技术突破使聚晶金刚石复合片钻头的钻速更快、钻井质量更好而且钻井更深,其应用范围也扩大到硬地层和研磨性地层。目前,国内油田钻头的用量为:,而地质勘探、矿井瓦斯与地下水排放、井壁巷道的锚固等都大量的用到晖罚孀沤鸶帐晖犯咝阅芗案咝б娴耐瓜郑缆肿晖返挠昧将会逐步减少,金刚石钻头的用量将会进一步上升。随着聚晶金刚石复合片钻头技术创新所带来的高钻速、高时效,在降低钻井总成本、增加经济效益的同时,对影响聚晶金刚石复合片钻头力学性能的主要几何参数的研究还停留在试验论证阶段,主要依靠实验手段来确定各个参数的取值,且更侧重于钻头碎岩效果的研究,而关于主要几何参数对钻头力学性能影响的理论研究及优化,尤其是钻头的强度研究,迄今尚未见有文献报道。因此,对晖返闹饕<负尾问云淞ρ阅苡跋旖邢低车匮芯浚诖嘶上,对各主要几何参数进行优化设计,为科学地指导晖飞杓铺峁├砺垡谰荩而可进一步提高钻头的钻进效率和使用寿命,降低生产成本。无疑本课题的研究将丰富、完善晖返纳杓评砺郏冶亟ú灾木眯б婧蜕缁嵝б妗聚晶金刚石复合片