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更新時(shí)間：2025.03.08
牙輪鉆頭單牙輪的破巖仿真研究

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牙輪鉆頭在井底破碎巖石過(guò)程中受頂部鉆壓、自身動(dòng)載荷以及井底接觸巖石的隨機(jī)沖擊碰撞作用,存在牙齒與巖石交替壓入、刮切和滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),受力情況相當(dāng)復(fù)雜?；趲r石彈塑性本構(gòu)關(guān)系和等效塑性應(yīng)變的巖石破壞準(zhǔn)則,考慮井底圍壓以及鉆頭與巖石互作用隨機(jī)接觸碰撞,采用有限單元法建立了牙輪鉆頭與井底巖石互作用下系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型。探討了牙輪鉆頭在破碎井底巖石過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及力學(xué)性能,對(duì)巖石破碎坑的形成過(guò)程進(jìn)行了仿真,為有效預(yù)測(cè)和控制井眼軌跡的形成,實(shí)態(tài)工況下整體鉆柱系統(tǒng)耦合非線性動(dòng)力學(xué)研究提供了理論依據(jù)。

偏心單牙輪鉆頭軸承接觸應(yīng)力分析

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根據(jù)偏心單牙輪鉆頭的幾何結(jié)構(gòu)和受載特點(diǎn)建立了有限元計(jì)算模型,利用有限元軟件分析了偏心單牙輪鉆頭軸承的接觸應(yīng)力。針對(duì)偏心單牙輪鉆頭的不同偏心距和軸承間隙,重點(diǎn)分析了大徑向軸承軸頸底部的接觸應(yīng)力及在相同偏心距和不同間隙條件下止推面上的接觸應(yīng)力。結(jié)果表明,止推面、滾道、軸頸根部是牙掌軸頸應(yīng)力最大的3個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域;軸頸底部的接觸應(yīng)力隨偏心距增大而增大,且在正常公差范圍內(nèi)的間隙變化對(duì)接觸應(yīng)力的影響不明顯;止推面上端的接觸應(yīng)力比下端大,制造時(shí)應(yīng)加強(qiáng)止推面上端的強(qiáng)度和硬度。

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