三牙轮钻头台架试验与井底模分析

三牙轮钻头地面台架试试验与井底模式的分析是对牙轮钻头设计的合理性进行检验与改进的最简单又较真实的方法。在国外早已采用,国内尚属首次。本论文详细的介绍了成都石油总机厂制造的 “XHP4—1与川,1M—9X型三牙轮钻头在花岗岩、石灰岩与砂岩中钻进时各种参数的测量数据与所钻出的井底模式,并与美国 ”J44,J55R、F3、HP51及J77型三牙轮钻头进行对比研究。本文中有各种井底模式的照片与测得的各种钻进参数值,并对它们进行了理论分析,提出了如何改进 ”XHP4—1型钻头齿面布置及合理使用的改进意见,为我国改进钻头设针及使用提供参考。     

PDC切削齿工作角度的精确计算与分析

根据PDC钻头切削过程的具体特点与有关的金属切削理论,给出了PDC切削齿的工作角度即前倾角和侧倾角的确切定义,推导了前倾角和侧倾角的精确计算公式,并分析了结构参数对前倾角和侧倾角的影响规律。这对PDC钻头设计、切削力计算和工作性能预测都具有十分重要的意义。     

PDC钻头几何学研究

本文系统地研究了PDC钻头各几何结构参数之间的关系,在不作几何假设和简化的情况下导出了PDC钻头几何学基本方程式,它可直接用于PDC钻头运动学、切削力学研究和钻头设计中,避免了由几何假设和简化带来的计算误差。     

牙轮钻头牙齿与岩石垂向互作用仿真模型

建立钻头牙齿与岩石的互作用仿真模型是实现钻头与岩石互作用仿真研究的核心问题之一。本文以岩石破碎力学为基础,从钻头牙齿与岩石的互作用特.点出发,突破通常的力/侵深曲线描述方法,推导出了钻头牙齿与岩石垂向互作用仿真模型。并在该模型中用岩石硬度、塑性系数和弹性系数来反映岩石的力学性质,从而使模型具有较宽的应用范围。     

三牙轮钻头齿面结构对破岩效率影响的研究

本文叙述了三牙轮钻头齿面结构对破岩效率影响的研究方法,研究工作是用全尺寸钻头在地面钻头试验架上进行。作者根据试验钻头对不同岩石钻进时所测得的钻进参数、钻进指标和钻头的井底模式,结合它们的齿面结构,分析其对破岩效率的影响,找出各钻头齿面结构的优缺点。从而对现有国产钻头提出改进意见,并将所获得的认识用于新钻头的设计之中。     

三牙轮钻头齿孔过盈配合的弹塑性有限元计算

镶齿钻头的齿孔过盈量,以往各钻头生产厂家都是用实验统计的方法来确定的,这种方法受加工及测试等多种因素的影响,而且周期长,代价高。针对这个问题,本文利用有限元法对5型钻头的齿孔过盈配合进行了有限元计算,并详细分析了齿孔周圈的应力场分布砚律。     

天然金刚石钻头CAD技术

我院钻头研究室将CAD技术应用到天然金刚石钻头设计领域,开发出国内第一套天然金刚石钻头CAD软件。文中简述了该软件的内容、功能及编制原理。     

三牙轮钻头井底破碎试验及井底模式初步分析

本文对五种不同类型的牙轮钻头在实验架上所作的井底破碎试验进行了分析比较。并根据它们的井底模式,研究分析其破碎岩石的效果。硬地层钻头采用不等距布齿,软地层钻头采用较大的移轴距和超顶距,可提高钻头破碎岩石的能力。由井底模式的研究分析还证明了三牙轮钻头的牙轮运动为变速转动。钻头钻进时,纯滚动点在牙轮上的位置是变化的,其变化规律主要取决于钻头的结构特点。