关键词：旋风状;钻头;井底模型;破岩;机械钻速;tornado-like;drill bit;bottomhole model;rock breaking at borehole center;rate of penetration (ROP)
摘 要：针对现有钻头心部破岩效率不高的情况,提出一种旋风状井底模型的新型钻头(旋切钻头).通过研究旋切钻头的运动行为,分析钻头自转坐标系与公转坐标系,建立切削齿位置方程与速度方程,确定切削齿与岩石的接触段,得到接触段上的速度分布结果.根据算例计算与分析发现旋切钻头破岩过程大圈齿过中心,利用冲击与切削综合作用进行破岩,从井底为接触起点,井壁为接触终点,切削齿破岩行为具有从下往上、从里往外“刨”的效果.研究结论对于提高钻头心部破岩效率,进行切削齿破岩机理研究具有参考意义.