关键词：PDC钻头;异形齿;脊形齿;机械性能;破岩效果
摘 要：以地层特性为依据有针对性地选择PDC异形齿，可以降低其失效的概率并提高其机械钻速和进尺。为了综合对比脊形PDC齿的机械性能和破岩效果，对165斧形、135斧形、三刃3种脊形PDC齿的耐磨性能和抗冲击性能进行测试，随后选择花岗岩进行3个吃入深度的单齿切削试验和不同压力下的全尺寸钻头模拟钻进试验，并与普通圆形齿的结果进行对比。结果表明：3种脊形PDC齿的耐磨性能均优于圆形齿的；165斧形齿与三刃齿的抗冲击性能优于圆形齿的，而135斧形齿的冲击点缺少材料支撑，其抗冲击性能较差。在相同吃入深度下，脊形齿的切向力与法向力均低于圆形齿的相应力，且脊角越小切削力越小。135斧形齿的机械钻速最快且适合高钻压；与165斧形齿比较，三刃齿在≤20.0 kN的低钻压下机械钻速较快，在>20.0 kN的高钻压下机械钻速较慢；圆形齿的机械钻速最慢，所适合的钻压也较低。同时，当脊形齿的脊角变化时，其冲击点的材料支撑也发生改变，进而影响其抗冲击性能；且脊角变化会改变前方岩石内部的应力集中，进而改变其破岩效果。
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