基于MATLAB的PDC钻头布齿软件设计.pdfVIP

学兔兔 第6期 一 7一 基于MATLAB的PDC钻头布齿软件设计 王涛，杨迎新，黄奎林，周建 (西南石油大学机电工程学院，四川 成都 610500) [摘 要]PDC钻头结构形式变化多样，设计灵活性大，对地层变化的敏感性强，合理的布齿设计是保证PDc钻头工作性能的关 键，目前采用的图解调整法设计PDC钻头存在着效率低、欠灵活、有误差等缺点 本文在研究PDC钻头布齿设计理论和方法的 基础上，开发了PDc钻头布齿设计软件。该软件用MATLAB语言编写，具备强大的数据处理和图形绘制功能，具有布齿设计速度 快、精度高、可操作性强、使用方便等优点。 [关键词]PDC钻头；布齿；MATLAB；-~Mg-设计 PDC钻头 (PolycrystallineDiamondCompact 础理论和 以往 的设计经验 ，权衡各种设计方案 的 Bit) 自20世纪70年代 问世 以来，由于在软到中硬 利弊。 地层 中具有破岩效率高、进尺多、钻速快 、寿命 布齿方案调整阶段 ，根据用户需要 ，按照保 长、可靠性高、生产工艺相对简单等优点，在世 证PDC钻头寿命 、或保证PDC钻头的工作效率等 界石油、天然气等钻井领域得到 了广泛 的应用 。 需求 ，调整原来 的布齿方案 。PDC钻头设计 的重 但是， 目前国内在PDC钻头设计技术方面与 国外 点和难点是在布齿设计阶段、工作性能分析阶段 差距很大 ，还不具备独立设计新产品的能力 ，为 和布齿方案调整阶段。 此 ，开展PDC钻头布齿设计理论及方法的研究十 分重要。本文在现有PDC钻头技术的基础上，开 展 了PDC钻头布齿设计理论和方法的研究，并开 工 布 发 了基于MATLAB语言的PDc钻头布齿设计软 布 作 齿 绘 件 ，提高了PDC钻头设计工作的质量和效率。 日IJ 齿 性 方 制 期 ___● 设 —___■ 能 ___-． 案 布 1PDC钻头布齿方法研究 准 计 预 的 齿 PDC钻头在构造上很简单 ，整个钻头为一 备 方 测 调 图 整体 ，无运动部件 。PDC钻头布齿设计从根本上 案 分 整 讲 ，始终离不开设计和使用中的经验 ，研究的 目 析 的是希望在设计过程 中能最大 限度地减少对经验 的依赖程度 ，更合理地确定钻头各结构参数和切 2布齿 曲线的设计 削齿 的位置参数，最终获得高质量 的设计方案 。 本文将钻头设计分为前期准备 、提 出布齿方案设 布齿 曲线是指切 削齿实际的布齿轨迹线 ，它 计 、工作性能预测分析、布齿方案 的调整和绘制 绕轴线旋转与轴面或剖切平面相交形成的交线 即 布齿图五个阶段。 为钻头 的冠部形状 ，在井底平面的投影即为钻头