錨桿鉆頭PDC倒角對鉆進效率的影響

  聚晶金剛石復(fù)合片(簡稱為 PDC)以其使用壽命長而廣泛應(yīng)用于錨桿鉆頭上,現(xiàn)場使用證明,PDC 切削刃的形態(tài)對其在錨桿上的應(yīng)用性能起決定性的作用,文章分析研究了倒角方式、倒角角度對錨桿鉆頭用PDC鉆進效率和抗沖擊韌性的影響,結(jié)果表明:在PDC聚晶層外側(cè)倒角15°、在刃口處局部倒角25°、外側(cè),可大大減少復(fù)合片的崩裂,提高鉆進效率。

  1 前 言

  聚晶金剛石復(fù)合片(簡稱為 PDC)以其使用壽命 長而廣泛應(yīng)用于錨桿鉆頭上,現(xiàn)場使用證明,PDC切削刃的形態(tài)對其在錨桿上的應(yīng)用性能起決定性的作用。早前,安裝在錨桿鉆頭上的 PDC多采用平面PDC,雖然切削面為平面的PDC的邊緣更鋒利 ,切削力增大,具有較快的鉆進速度,但是卻承受著較大的

  切向載荷,聚晶金剛石層易受沖擊導(dǎo)致崩齒?，F(xiàn)有的錨桿鉆頭用PDC多采用弧面齒,其對應(yīng)的斜鑲角較 大,雖然抗沖擊韌性較好,但切削力小,鉆進效率慢, 從而提高了鉆進成本[1 ][2 ] 。

  本文采用在鉆機上模擬PDC錨桿鉆頭鉆進巖石的方法,從力學(xué)角度分析驗證PDC倒角與鉆進效率和抗沖擊韌性的關(guān)系,為優(yōu)化PDC結(jié)構(gòu)從而提高鉆 進效率提供依據(jù)。

  結(jié) 論:

  (1)錨桿鉆頭上PDC倒角的大小影響鉆頭的鉆進效率和抗沖擊韌性,倒角的角度α越大,鉆進效率會降低,但抗沖擊韌性越好。相反,減小倒角角度α, 可以提高鉆頭的鉆進效率,但易崩齒。

  (2)在錨桿鉆頭PDC外側(cè)設(shè)計局部較大倒角 ,可以在保證鉆進效率的情況下,減少鉆頭崩齒,有效防止鉆頭過早失效。