文献类型：期刊文章

作　　者：邓嵘[1] 何香江[1,2] 黄安龙[3]

DENG Rong;HE Xiangjiang;HUANG Anlong(Bit Research Institute,School of Mechanical and Electrical Engineering,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan,610500,China;Guizhou Aerospace Tianma Electromechanical Technology Co.,Ltd.,Zunyi,Guizhou,563000,China;Wuhan Sanjiang Aerospace Remote Technology Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei,430048,China)

机构地区：[1]西南石油大学机电工程学院钻头研究所,四川成都610500 [2]贵州航天天马机电科技有限公司,贵州遵义563000 [3]武汉三江航天远方科技有限公司,湖北武汉430048

出　　处：《石油钻探技术》

年　　份：2024

卷　　号：52

期　　号：1

起止页码：38-44

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2023、CAS、CSCD、CSCD_E2023_2024、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：PDC齿是PDC钻头的重要破岩单元,其破岩过程包含压入和旋转切削,但现有研究忽略了压入过程的岩石损伤。为了研究PDC齿压入岩石的能力和探究岩石损伤机理,为PDC钻头的参数选择提供理论依据,采用室内试验方法研究了不同前倾角PDC齿压入青砂岩、花岗岩的破岩过程,采用岩石无损显微检测技术分析了岩石宏观及细观的裂纹。研究表明,砂岩的破碎方式为细小砂粒和黏结物的脱落,花岗岩的破碎方式为晶体的脆性破碎。岩石受载后会先在岩石内部薄弱地方萌生出单一的微裂纹,微裂纹连贯扩展形成主裂纹,主裂纹持续扩展形成宏观可见的裂纹;主裂纹附近为薄弱区域,其内部包含很多尚未成形的微裂纹;接触区域的齿尖处为应力集中区,主裂纹沿此开裂。岩石损伤过程随着前倾角的变化而变化,20°前倾角PDC齿压入青砂岩的能力最强,25°前倾角PDC齿压入花岗岩的能力最强;压入深度小于4 mm时,5°前倾角PDC齿压入岩石的能力最差。研究结果对于揭示岩石的细观与宏观损伤机理、建立PDC钻头破岩的评价方法和优化PDC钻头的设计参数及工作参数等具有重要作用。

关 键 词：PDC齿  破岩机理 裂纹  宏观损伤  细观损伤

分 类 号：TE21]