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鉴于用井底平面轨迹图不能直观反映球形单牙轮钻头牙齿的运动轨迹,从井底展开角度提出了应用井底展开轨迹图描绘球形单牙轮钻头牙齿在井底运动轨迹的新方法,使单牙轮钻头牙齿的运动轨迹完全展开在一平面上,从而能直现、清楚地看出球形单牙轮钻头牙齿对井底岩石的切削分布和切削均匀倩况。 相似文献
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根据单牙轮钻头的运动规律,首次提出了单牙轮钻头布齿面上存在牙齿与井底的永远接触区、轮换接触区和永不接触区,并从理论上对此三者作了准确的划分。在此基础上分别研究了各区牙齿在井底的工作区域,并讨论了单牙轮钻头的保径问题,提出了一级和二级保径方案。 相似文献
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单牙钻头布齿面工作分析 总被引:2,自引:0,他引:2
根据单牙轮钻头的运动规律,首次提出了单牙轮钻头布齿面上存在牙齿与井底的永远接触区,轮换接触区和永不接触区,并从理论上对此三者作了准确的划分,在此基础上分别研究了各区牙齿在井底的工作区域,并讨论了单牙轮钻头的保径问题,提出了一级和二级保径方案。 相似文献
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单牙轮钻头以切削方式破岩,形成具有网状切削轨迹的井底模式。在这种独特的切削方式中,牙齿和岩石有足够的接触时间,比冲击方式传递的能量更充分,破岩效率更高;同时单牙轮钻头接触井底的牙齿数多,牙齿受力均匀,有利于切削结构的工作,延长轴承系统的寿命;单牙轮钻头只有一个牙轮,结构简单,轴承空间大,便于进行结构改进,也使钻头尺寸容易小型化;单牙轮钻头牙轮的转速比钻头的转速低,使之能满足井下动力钻具对钻头提出的高转速的要求。介绍了单牙轮钻头工作原理,分析比较了单牙轮钻头,三牙轮钻头和PDC钻头的工作特点,认为单牙轮钻头是深头,小井眼和井下动力钻井技术中一种可选的新型钻头。 相似文献
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单牙轮钻头几何学与井底轨迹 总被引:1,自引:0,他引:1
用空间解析法建立了单牙轮钻头几何学和运动学的基本方程。通过计算机绘制的井底轨迹图能够预知牙齿在井底的破岩轨迹及定量覆盖情况。调整各齿的几何位置参数,并能够从钻头破岩角度去对比各种布齿方案,选择最佳结构。 相似文献
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偏心单牙轮钻头井底破岩轨迹研究 总被引:3,自引:3,他引:0
偏心单牙轮钻头有一个球形牙轮,牙轮旋转中心线与钻头中心线相交于一点,该交点与牙轮球心之间有偏移距离。针对偏心单牙轮钻头的结构和运动特点,利用复合圆柱坐标系统的基本原理,建立了偏心单牙轮钻头几何学基本方程和牙齿对岩石的吃入条件。在此基础上以楔形齿为对象研究了偏心单牙轮钻头井底破岩轨迹的形成,并编制了井底轨迹图仿真软件以模拟牙齿的凿岩轨迹。通过台架试验,所得仿真井底轨迹图与实际井底轨迹非常吻合,表明关于偏心单牙轮钻头的基本理论的研究是正确的,编制的仿真软件是可信的。 相似文献
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牙轮钻头齿圈布置设计分析 总被引:2,自引:1,他引:1
齿圈布置是牙轮钻头设计的一个重要内容,对牙轮钻头的工作性能和破岩效率有很大影响.本文在牙轮钻头运动学基础上研究了齿圈布置与井底破碎之间的关系,建立了系统地进行齿圈布置设计分析的新方法.根据牙齿在井底的运动分析,对钻头各圈牙齿在井底的滑移进行了定量的分析计算和各圈牙齿在井底径向平面内的运动轨迹所形成的包络线,作出了井底径向破碎图,它改进了传统的井底击碎图,可直观地反映移轴距和牙齿径向滑移对井底径向破碎的影响;建立了井底破碎环带划分和各齿圈单齿破岩量计算的新方法,指出齿圈布置设计,应尽可能均衡钻头各齿圈的单齿破岩量.这对牙轮钻头布齿设计具有重要指导意义. 相似文献
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在三牙轮钻头实体模型的基础上建立了三牙轮钻头的运动模型,利用Pro/E软件的Mechanism功能对三牙轮钻头进行了仿真运动分析,模拟出三牙轮钻头牙齿的运动轨迹,直观分析布齿方式和齿数对井底破碎面积的影响,以及轮体速比对井底轨迹的影响。 相似文献
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分析单牙轮钻头的优越性,解决目前钻业面临的问题,方法研究了单牙轮钻头的侧切削特性,单牙轮钻头和弹塑性地层的相互作用及单牙轮钻头的热应力分布,分析了钻头结构,地层岩石特性及钻井工艺参数等因素对单牙轮钻头性能的影响。 相似文献
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球形单牙轮钻头井底凿岩轨迹 总被引:4,自引:2,他引:2
针对球形单牙轮钻头的结构和运动特点,建立复合圆柱坐标系统,并完整地给出这种钻头的几何学和运动学基本方程。在此基础上以模形齿为对象研究了单牙轮钻头井底凿岩轨迹的形成,并建立了井底轨迹图仿真软件。应用仿真软件得出钻头不同的几何参数、运动参数及不同齿面结构凿岩的井底轨迹图。通过与一只实际钻头凿岩模式相比,所得理论井底轨迹图与实际钻头凿岩井底模式非常吻合。 相似文献
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单牙轮钻头齿面结构设计探讨 总被引:5,自引:2,他引:3
在地层、钻井参数和钻头新度相同的情况下,钻头机械钻速的快慢主要取决于钻头齿面结构是否合理。欲设计合理的齿面结构必须研究齿面的几何形状、运动状态、受力状态和岩石破碎过程。从研究单牙轮钻头几何学、运动学入手,着重探讨单牙轮钻头齿面结构设计方法。 相似文献
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为使潜孔钻头布齿更加合理及为钻头结构改进提供理论依据,达到提高潜孔钻头破岩效率、延长其使用寿命的目的,需要了解潜孔钻头端面切削齿的载荷分布。为此,建立了平面、凸面和凹面3种端面形式的潜孔钻头三维模型,以显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA中常用的H-J-C模型为材料模型,并利用H-J-C模型中的等效屈服强度、压力、积累损伤等函数对潜孔钻头的破岩过程进行仿真,分析不同齿圈上切削齿的载荷状态,并将切削齿载荷分解到轴向、径向及切向3个方向,运用控制变量的方法对3种不同端面形式潜孔钻头的切削齿进行力学分析。研究结果表明:凹面潜孔钻头的轴向载荷峰值最大且径向载荷峰值最小;潜孔钻头切削齿载荷的主要差别在边齿及其相邻齿圈的切削齿上,与其余齿圈上的切削齿关系不大;潜孔钻头边齿的载荷最大,易损坏。模拟结果可为切削齿的选择、切削齿的分布及潜孔钻头的结构设计提供依据。 相似文献
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介绍了PDC钻头性能模拟的试验基础及原理。所编制的模拟软件可为PDC钻头的设计方案提供模拟结果和性能评价依据,其主要功能为:1.计算切削齿的各种参数,如切削力、切削体积、切削功率;2.计算切削齿的磨损体积、磨损高度;3.计算钻头不平衡力的大小和方向;4.模拟钻头的钻进特性曲线;5.模拟切痕断面形状及井底剖面形状;6.预测钻头的工作指标。应用该软件对一只使用过的PDC钻头性能进行模拟,分析了主要模拟结果,并将该钻头各切削齿研磨面积的实测结果与模拟结果作了对比,两者的分布规律基本吻合。 相似文献