| 摘 要： | 聚晶金刚石复合片（PDC）钻头在非均质、研磨性强的复杂地层存在破岩效率低、使用寿命短的问题，现有研究普遍孤立看待PDC齿的寿命和破岩效率。为此，根据PDC齿的攻击性能、受力状态及破岩效率间的关系，以2种花岗岩为研究对象，建立了非均质花岗岩的有限元模型，然后对3种PDC齿（锥形齿、鞍形齿和圆形齿）切削破碎非均质花岗岩的破岩效率的影响因素进行了研究，最后对3种齿的破岩性能进行了评价，对切削倾角进行了优选，最终提出一种评价PDC齿破岩性能的新方法。研究结果表明：(1)岩石细观矿物成分、强度、尺寸和含量会影响破岩效率，岩石的细观平均强度和岩石矿物泊松比的增加均会降低破岩效率；(2)围压的增加会降低齿的破岩性能，3种齿形的破岩性能从大到小排序为锥形齿、鞍形齿和圆形齿，且不受围压与切削倾角的影响；(3)当切削深度为1 mm，且仅考虑切削作用时，鞍形齿最优切削倾角范围为10°～15°，锥形齿的切削倾角优选范围为5°～10°，圆形齿的推荐切削倾角范围为0°～5°。结论认为，破岩性能评价新方法综合考虑了PDC齿的破岩效率、几何形状及其受力状态，能充分体现PDC齿的能耗经济性、寿命经济性及其切削参数的攻击...
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