高速旋冲钻磨水泥塞提速机理及效率研究

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高速旋冲钻磨水泥塞时，高速的旋转切削与高频的轴向冲击相结合，能够显著提高钻磨水泥塞效率，但对其提速机理尚不够明晰。建立了PDC齿高速旋冲切削水泥塞模型，揭示了其提速机理，研究了钻头转速、冲击幅值及冲击频率对切削水泥塞效率的影响规律。结果表明：高速旋冲切削作用下水泥塞内部应力沿着切削方向和其斜下方延伸更远，水泥塞更易萌生和发展裂纹，产生块状岩屑，形成破碎坑，有效增加PDC齿吃入深度，从而提高PDC齿切削水泥塞效率；随着转速的增加，水泥塞破碎体积呈线性增长趋势，PDC齿对应的水平切削力增大，且波动更为剧烈，但破碎深度呈现出先增后减的趋势，当转速为150 r/min时破碎深度最大；冲击幅值的增大能够有效提高切削水泥塞效率，减小PDC齿的水平切削力；水泥塞破碎效率随着冲击频率的增加呈现出先增后减的趋势，最佳频率为400 Hz。（剩余11840字）