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切削岩石

岩石切削机理模型分析及实验研究

2020年12月15日摘要：切削机理模型是研究岩石钻进切削过程中的切削力以及切削热的基础。在分析岩石切削机理模型的基础上，基于摩尔理论和裂纹扩展理论，分析中硬岩石切削状 2019年4月23日通过数值模拟阐述了锥形PDC齿拉伸剪切破岩机理,以及切削载荷分布特性;根据能量平衡原理,推导了锥形PDC 齿切削载荷理论公式。结果表明,相比于常规PDC齿,锥形PDC齿新型锥形 PDC 齿犁削破岩理论研究2023年8月29日在切削破岩过程中，跟随钻头旋转的切削齿不仅在钻头轴线方向侵入井底岩石，在横向方向也在挤压刮切岩石，迫使接触区域内的岩石发生弹塑性变形。在纵向冲击与横基于正交切削理论的PDC 动态破岩温度分布2021年10月18日率较高,抗冲击性能较好。研究表明,三棱齿主要通过拉剪作用破坏岩石,切向力和扭矩更小,抗冲击性和耐磨性更高,能够提高破岩效率、延长钻头使用寿命。关键词: 三棱齿;非 LIU Jianhua, LING Wenxue, WANG Heng syzt

异形PDC齿切削破岩提速机理研究

摘要：在室内切削实验基础上基于有限元二次开发建立了异形齿切削及全钻头破碎非均质花岗岩的三维数值仿真模型，研究了12种形状聚晶金刚石复合片（PDC）齿切削非均质岩石过程中的 2014年4月26日基于单齿切削机理,引入岩石比功ε,推导出钻井钻压W、扭矩t和切削厚度d之间的关系,建立切削比功E与钻井强度S的二维图;同时结合接触摩擦分量,分析并阐述了破岩过程的概念模型;通过有限元方法建立全尺寸PDC钻头动态 PDC钻头切削破岩机理及数值模拟研究 2014年1月8日摘要：为研究切削前角对刀齿切削岩石的影响，利用自主研发的刀齿线性切削岩石试验装置对砂岩进行切削前角处于40°~50° 区间的切削试验实时采集试验中刀/岩的相互作切削前角对刀齿线性切削岩石的影响 SJTU2023年4月16日通过岩石切削试验 [19] 和数值模拟 [2022] 研究发现，当钻头单列切削刃瞬时切削深度(以下简称切削深度 H)较浅时，切削引起的岩石破坏遵循塑性破坏准则。钻头单列切削刃的切削宽度一般为其切削深度 H 的10倍以上，即切削宽度远远大于瞬时切削深度，所以每个切削岩石的循环，切削刃都可近似基于数字钻探的岩石c φ参数测试方法

PDC钻头破碎岩石的力学分析与机理研究知乎

2017年8月16日通过PDC压入切削岩石时的受力分析,运用接触力学理论,详细推导了单个PDC片与岩石之间的接触压力,建立作用荷载和压入岩石深度的关系模型；结合不同尺寸、形状PDC片和不同几何结构的PDC钻头与岩石之间的接触作用分析,建立相关的物理模型, 2013年12月8日 2郾3郾4摇岩石可钻性级值与切削齿受力的关系在相同的切削齿后倾角和切削面积下,当岩石可钻性级值Kd增大时,切削齿的切削力和正压力随之增大,二者呈线性函数关系。3摇 PDC切削齿与岩石相互作用理论模型摇摇在做多元非线性回归分析之前,需要确定各变DC 切削齿与岩石相互作用模型2020年3月4日 22 PDC切削齿与岩石的破岩仿真模型 221 建模说明 (1) 条件假设。考虑到PDC切削齿的强度远大于岩石，因此将切削齿视为刚体，以加快破岩仿真速度。 (2) 材料定义。岩石破坏准则选用线性DruckerPrager模型。其考虑了围压对屈服特性的影响，也可以基于ABAQUS的PDC钻头参数化布齿与破岩仿真刀具磨损是切削加工过程中不可避免的现象，但刀具磨损过快或发生非正常磨损(也称破损)，必然会影响加工质量，增加刀具消耗，使生产效率降低，加工成本提高。因此，通过研究刀具磨损，可制订合理的切削加工方案，提高生产效率和零件加工质量，并有利于降低加工成本。切削百度百科

异形PDC齿切削破岩提速机理研究

摘要：在室内切削实验基础上基于有限元二次开发建立了异形齿切削及全钻头破碎非均质花岗岩的三维数值仿真模型，研究了12种形状聚晶金刚石复合片（PDC）齿切削非均质岩石过程中的切向力、法向力、岩屑、破岩比功，并研究了齿形对全尺寸钻头破岩效率的影响。2022年12月9日磨损，降低钻头寿命以及切削效率。切削深度是重要的岩石切削参数，直接影响岩石的破坏形式，切削深度通过改变岩石的破坏形式改变切削齿的受力状态，而切削力是切削热、切削温度升高的直岩石切削深度对切削齿温度分布的影响分析可以看出，反刀切削的比能比正刀的低很多，只有1 32333 kJ/m2，结合绞刀切削模型示意（图5），可以看出反刀切削后期大块岩石崩落使得岩石破坏范围会超过刀齿的切削轨迹，而正刀切削时，岩石是沿着刀齿切削轨迹破坏的。挖泥船绞刀齿切削岩石的离散元分析百度文库2022年9月8日 130mm为确保实验过程中切削深度保持不变, 岩石表面的平整度尤为重要,因此,在切削实验开始之前,先用平底PDC齿对岩石进行平端面处理调节好切削深度后,再进行岩石切削实验, 削完成后对岩样进行收集 (a)单齿切削破岩实验装置 (b)切削破碎后的花岗岩岩齿切削破岩提速机理研究

新型仿生 PDC 齿高效切削机理及试验研究

2020年12月15日由图7可知，2种切削齿与岩石的接触方式均为由最初的点接触逐渐变为线接触，两种切削齿的的应力分布结构相对一致。非光滑齿的应力要明显大于普通PDC齿，针对碎岩来说，均已达到了岩石 2021年10月18日三棱齿切削岩石时岩石应力状态如图3和图4所示。数值模拟结果表明，非平面PDC齿与常规平面齿破岩过程存在明显差别。常规平面齿切削岩石时，在切削齿边沿处存在较大的应力集中区域，说明其主要利用金刚石齿刃边沿接触岩石产生的应力集中LIU Jianhua, LING Wenxue, WANG Heng syzt切削齿和岩石作用模型已经成为设计过程中一个非常重要的因素了。但是以前用的模型只是基于切削齿和岩石相互接触面考虑了作用在切削齿上的3个力：正压力，切向力和侧向力。但是随着带倒角或其他特殊形状的切削齿的发展，这种模型已经不适用了。PDC钻头切削齿和岩石作用模型百度文库2019年5月8日（1）PDC切削齿硬度远高于岩石，并不考虑齿面的磨损。（2）岩石视为弹塑性体，其破坏方式遵循 Mohr⁃Coulomb准则。（3）在切削过程中暂不考虑岩石覆层压力、温度对齿面的影响。（4）地层为干硬地层，忽略地层间空隙效应的影响。PDC 齿破岩仿真模型与全钻头实验研究

单锋利圆柱PDC刀具切削岩石脆性破坏机理分析与数学模型

2023年10月18日聚晶金刚石复合片（PDC）钻头的钻井效率在油气勘探中起着至关重要的作用，单颗PDC刀具的岩石切削性能对其钻井效率影响很大。尽管人们投入了大量的研究工作，但单个PDC刀具的岩石切削机理仍然不明确。在这项工作中，使用高速摄像机拍摄了单个锋利的圆柱形 PDC 刀具的岩石切割过程。2020年1月17日影响岩石切削效率的因素一、切削具要素对碎岩的影响1刃角β切削具的角度有前角（镶焊角）φ、刃角β、后角e和切削角α，如图1313所示。刃角β越小，则越容易切入岩石；但不耐磨，易崩刃。因此，当遇到软岩时，刃影响岩石切削效率的因素百度知道的影响结果表明:不论何种围压,减小切削断面的面积有利于岩石的破碎,且应多采用宽切削断面进行PDC钻头径向布齿;切削齿后倾角对岩石破碎效率影响大于切削齿的侧转角对岩石破碎效率影响, 切削齿最优破岩后倾角在低围压下为5°,在高围压下为20°钻头切削断面对破岩效率的影响2024年10月17日 PDC钻头是以切削方式破碎岩石。能自锐的切削齿在钻压的作用下很容易切入地层，在扭矩的作用下向前移动剪切岩石。多个PDC切削齿同时工作，井底岩石的自由面多，岩石在剪切作用下也容易破碎，因此破岩效率高，钻进速度快。 3）PDC钻头的正确使用钻头介绍设备科普石油化工设备管理网

PDC钻头破碎岩石的力学分析与机理研究百度学术

通过PDC压入切削岩石时的受力分析,运用接触力学理论,详细推导了单个PDC片与岩石之间的接触压力,建立作用荷载和压入岩石深度的关系模型;结合不同尺寸,形状PDC片和不同几何结构的PDC钻头与岩石之间的接触作用分析,建立相关的物理模型, 2019年4月23日体模型进行离散。设置切削齿吃入岩石深度03 cm，岩石固定不动，切削齿水平切削岩石速度为8×103 m/s。忽略切削齿的形变，切削齿采用刚体材料模型；岩石选用临界状态塑性模型，以综合考虑岩石的应变率和损伤效应；接触设置选用接触对算法，主接触面新型锥形 PDC 齿犁削破岩理论研究2023年9月6日 abaqus拥有众多好用的材料本构，在岩石方面更是拥有MC、DP等非常实用的本构。本文将介绍利用abaqus自带岩石DP本构模拟刀具切削的过程，展示abaqus的强大之处。首先，建立刀具和和岩石的几何模型，并进行装配[图片][图片][图片]然后对刀具使用ABAQUS进行岩石切削模拟材料仿真秀干货文章2019年9月29日线切削岩石模型相同。2 有限元模拟结果分析 21 切削齿垂直压入岩石模拟结果分析图4为常规平面和三棱形PDC切削齿垂直压入岩石产生破碎坑时的Mises应力分布模拟结果。由图4可以看出，三棱形PDC切削齿垂直压入岩石产生的Mises应力更集中。非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验

PDC钻头切削齿和岩石作用模型要点百度文库

切削齿和岩石作用模型已经成为设计过程中一个非常重要的因素了。但是以前用的模型只是基于切削齿和岩石相互接触面考虑了作用在切削齿上的3个力:正压力，切向力和侧向力。但是随着带倒角或其他特殊形状的切削齿的发展，这种模型已经不适用了。2018年5月18日出了切削过程中的切屑与岩石的分离效果 3 仿真结果分析 31 切削齿温度分布分析图2为建模后的某一时刻的动态破岩过程已经成功地模拟了切削齿切削岩石时的切屑与岩石的分离ꎬ由于切削齿的网格划分较图2 切削齿动态切削岩石过程ABAQUS PDC 仿真及热分析在地质钻探、煤田钻探和油气钻井中，由于聚晶金刚石复合片（PDC）钻头出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已经成为最常用的破岩工具之一。然而，常规PDC钻头有几点内在的不足极大的限制了其发展速度。仿生非光滑表面PDC复合齿切削岩石防粘机理研究百度百科2023年11月13日一、随钻扩眼器的结构随钻扩眼器主要由钻头、扩眼器、马达、控制阀等组成。其中，钻头是主要的切削工具，用于在岩石中钻出圆形井眼；扩眼器则用于扩大井眼直径；马达是动力来源，为工具提供旋转和推力；控制阀则用于调节液流，以控制工具的动作。随钻扩眼器的结构、工作原理、应用场景百家号

切削岩石建模：从PDC刀具到PDC钻头——PDC钻头建模

2021年9月13日我们首先提出了一种方法来确定 PDC 钻头上每个刀具的实际切削平面和切削深度。一旦确定了每个刀具的两个参数，就可以应用刀具模型来计算每个刀具的切削力。最终的钻头力和力矩（即 WOB、TOB 和不平衡侧向力）计算为所有刀具切削力的合力和力矩。2021年12月31日切削方法不同，刀具的运动特征也不同。简介切削破碎岩石是指靠刀具的齿刃切削岩石表面的一种机械破碎方法2：根据切削刀具的运动特征，切削破岩可分为截割、刨削、铣、挖掘、钻削等。切削方法不同，刀具的运动特征也不同。[科普中国]切削破碎岩石科普中国网2021年2月25日本文的主要目的是展示我们的多晶金刚石复合片 (PDC) 刀具模型及其验证。我们开发的 PDC 刀具模型专注于在 3D 空间中切割岩石的 PDC 刀具。该模型研究刀具和岩石之间的力，并应用多孔弹性理论来计算切削过程中岩石的应力状态。一旦获得岩石的应力状态，该模型就可以通过修改后的 Lade 准则（Ewy 切削岩石建模：从PDC刀具到PDC钻头——PDC刀具建模 2020年12月15日一般认为可钻性为6～7级以上的岩石，均由硬度较高的矿物组成[1，2]。就其机械性能而言，此类岩石的抗压强度比较高，相应地也有较高的脆性。当实行冲击回转钻进时，岩石受到钻压的作用，切削刃将岩石表面局部压碎，同时使破碎部分处于紧张冲击回转碎岩机理探讨

以切削力为指标识别岩石切削韧脆破坏模式,International

2021年8月5日随着切削深度的增加，岩石破坏模式存在从韧性到脆性的转变。进一步深入了解临界过渡深度的确定，对于优化刀具设计和操作参数具有重要意义。在本研究中，提出了一种基于切削力演化的岩石破坏模式识别新方法。此外，还进行了一系列实验来验证该方法并研究不同实验条件下的临界深度。2023年4月16日通过岩石切削试验 [19] 和数值模拟 [2022] 研究发现，当钻头单列切削刃瞬时切削深度(以下简称切削深度 H)较浅时，切削引起的岩石破坏遵循塑性破坏准则。钻头单列切削刃的切削宽度一般为其切削深度 H 的10倍以上，即切削宽度远远大于瞬时切削深度，所以每个切削岩石的循环，切削刃都可近似基于数字钻探的岩石c φ参数测试方法2017年8月16日通过PDC压入切削岩石时的受力分析,运用接触力学理论,详细推导了单个PDC片与岩石之间的接触压力,建立作用荷载和压入岩石深度的关系模型；结合不同尺寸、形状PDC片和不同几何结构的PDC钻头与岩石之间的接触作用分析,建立相关的物理模型, PDC钻头破碎岩石的力学分析与机理研究知乎2013年12月8日 2郾3郾4摇岩石可钻性级值与切削齿受力的关系在相同的切削齿后倾角和切削面积下,当岩石可钻性级值Kd增大时,切削齿的切削力和正压力随之增大,二者呈线性函数关系。3摇 PDC切削齿与岩石相互作用理论模型摇摇在做多元非线性回归分析之前,需要确定各变DC 切削齿与岩石相互作用模型

基于ABAQUS的PDC钻头参数化布齿与破岩仿真

2020年3月4日 22 PDC切削齿与岩石的破岩仿真模型 221 建模说明 (1) 条件假设。考虑到PDC切削齿的强度远大于岩石，因此将切削齿视为刚体，以加快破岩仿真速度。 (2) 材料定义。岩石破坏准则选用线性DruckerPrager模型。其考虑了围压对屈服特性的影响，也可以刀具磨损是切削加工过程中不可避免的现象，但刀具磨损过快或发生非正常磨损(也称破损)，必然会影响加工质量，增加刀具消耗，使生产效率降低，加工成本提高。因此，通过研究刀具磨损，可制订合理的切削加工方案，提高生产效率和零件加工质量，并有利于降低加工成本。切削百度百科摘要：在室内切削实验基础上基于有限元二次开发建立了异形齿切削及全钻头破碎非均质花岗岩的三维数值仿真模型，研究了12种形状聚晶金刚石复合片（PDC）齿切削非均质岩石过程中的切向力、法向力、岩屑、破岩比功，并研究了齿形对全尺寸钻头破岩效率的影响。异形PDC齿切削破岩提速机理研究2022年12月9日磨损，降低钻头寿命以及切削效率。切削深度是重要的岩石切削参数，直接影响岩石的破坏形式，切削深度通过改变岩石的破坏形式改变切削齿的受力状态，而切削力是切削热、切削温度升高的直岩石切削深度对切削齿温度分布的影响分析

挖泥船绞刀齿切削岩石的离散元分析百度文库

可以看出，反刀切削的比能比正刀的低很多，只有1 32333 kJ/m2，结合绞刀切削模型示意（图5），可以看出反刀切削后期大块岩石崩落使得岩石破坏范围会超过刀齿的切削轨迹，而正刀切削时，岩石是沿着刀齿切削轨迹破坏的。2022年9月8日 130mm为确保实验过程中切削深度保持不变, 岩石表面的平整度尤为重要,因此,在切削实验开始之前,先用平底PDC齿对岩石进行平端面处理调节好切削深度后,再进行岩石切削实验, 削完成后对岩样进行收集 (a)单齿切削破岩实验装置 (b)切削破碎后的花岗岩岩齿切削破岩提速机理研究2020年12月15日由图7可知，2种切削齿与岩石的接触方式均为由最初的点接触逐渐变为线接触，两种切削齿的的应力分布结构相对一致。非光滑齿的应力要明显大于普通PDC齿，针对碎岩来说，均已达到了岩石新型仿生 PDC 齿高效切削机理及试验研究