复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 34 ›› Issue (1): 171-175.

复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响

张绍和1，2，谢晓红1,3，王佳亮1

1. 中南大学地学与环境工程学院，湖南长沙4100832. 教育部有色金属成矿预测重点实验室，湖南长沙4100833. 中国地质大学期刊社，湖北武汉430074

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2012-02-01 发布日期:2012-02-01

Research of Bit’s Performance Affected by the Cutting Angle of PDC

Zhang Shaohe1，2, Xie Xiaohong1,3, Wang Jialiang1

1. College of Geology and Environmental Engineering，Central South University，Changsha，Hunan 410083，China2. The Ministry of Education Key Laboratory of non-ferrous metal ore forecast，Changsha，Hunan 410083，China3. Editorial Office Of Journal，China University Of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2012-02-01 Published:2012-02-01

摘要/Abstract

摘要： 为提高复合片钻头的钻进性能，利用车削实验模拟不同斜镶角的复合片钻头在钻进时与岩石的相互作用，研
究复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响。实验设定了5 组不同的斜镶角，在正压力和摩擦路程不变的条件下，分别测
得复合片的体积磨耗，并从力学角度以及有限元分析两方面对复合片斜镶角影响钻头钻进性能的原理进行了分析论
证。结果表明，在相同力的作用下，随着斜镶角的减小，一方面复合片切削刃各相同位置的应力增大，另一方面复合片
的体积磨耗增大，钻头使用寿命减短。可见，复合片切削齿的斜镶角存在一个最优值。

关键词: 复合片, 斜镶角, 钻进性能, 磨耗比, 有限元分析

Abstract: To improve the PDC bit’s drilling performance，PDC is used to abrade rock in the lathe，and the effect of cutting
angle on PDC bit’s drilling performance is researched. Under the same stress，same rub distance，and five different group of
cutting angle，PDC abrasion volume are measured respectively. How the cutting angle affect the bit’s drilling performance is
analyzed with FEA（Finite Element Analysis）. The results indicate that，the smaller the cutting angle，the bigger the stress；
the bigger the abrasion volume，the larger the abrasion volume in the same node of the PDC，and the shorter the using life of
bit. That is to say，there is a best cutting angle for PDC bit.

Key words: PDC, cutting angle, drilling performance, abrasion volume, FEA

中图分类号:

TE928

张绍和;谢晓红;王佳亮. 复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2012, 34(1): 171-175.

Zhang Shaohe;Xie Xiaohong;Wang Jialiang. Research of Bit’s Performance Affected by the Cutting Angle of PDC[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2012, 34(1): 171-175.

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