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| 牙轮钻头硬质合金齿的有限元分析 | |
| 江钻股份有限公司 涂关富 | |
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硬质合金齿是牙轮钻头破岩的主要元件，也是决定合牙轮钻头钻速的主要影响因素。在牙轮钻头使用的过程中，硬质合金齿的损坏是钻头主要的失效原因。为此，我们必须提高牙齿的破岩效率，延长硬质合金齿的寿命。为了达到这个目的，我们可以从材料和结构两方面改进。对于如何改善硬质合金齿的结构，提高破岩效率，必须考虑其受力情况。这里，我们用abaqus软件来对不同硬质合金齿在同样的受力情况下进行分析，得出牙齿内部的变形和受力，为改进牙齿齿型提供了理论依据。
1、前言
在钻井过程中，牙轮钻头的寿命主要取决于硬质合金齿的寿命，如何提高硬质合金齿的寿命，也正是我们项目开展的目的，我们的研究主要是从齿的结构入手的。如何改善硬质合金齿的形状，提高破岩效率，得从硬质合金齿的受力分析开始。由于硬质合金齿齿形和受力的复杂性，用有限元法来分析硬质合金齿的内力情况是比较有效的。本文用有限元分析软件abaqus对三种不同硬质合金齿进行了有限元分析。
2、力学模型
在牙齿工作过程中，牙齿与井底接触时的受力情况比较复杂，牙齿随牙轮旋转，逐渐吃入岩石，刮削岩石，牙齿和岩石面的接触位置沿牙齿周向不断改变，牙齿接触面也不断改变，接触载荷也不断随之变化，所以载荷分布于牙齿齿顶面和牙齿的刮切面。为了便于分析，我们只取了最简单的正面受压的情况分析。
2.1硬质合金齿空间的有限元模型
硬质合金齿的几何模型及其中一个的有限元模型： （图片） （图片） （图片） （图片） | |
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