摘要：随着我国油气资源探测重心向深层、超深层的不断迈进，油气资源勘探难度不断增大，深层硬地层岩石强度高、研磨性强，可钻性变差，整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩钻头破岩性能，锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC钻头设计，且现场钻井提速破岩效果显著，但由于其破岩体积较小且布齿设计方法缺乏理论依据导致其应用场景受限。以破岩比功为目标函数，本课题通过明确不同类型PDC齿切削破岩过程中切削力与切削功耗等物理参数，结合岩屑破碎形貌几何分形特征，利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数，建立了基于岩屑分形特征的PDC齿破岩功耗评估模型，并对比常规平面形PDC齿探究了锥形PDC齿破岩性能，讨论了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能影响规律，发现锥形PDC齿适用于大切深低能耗破岩，而常规齿适用于高速低切深破岩，且二者工作角度均推荐为20°左右，并依据研究结果推荐了两种齿形的布齿位置。该研究可为揭示PDC齿切削生成岩屑粒径分布和指导不同齿型结构PDC齿布齿设计提供理论依据。

关键字：锥形PDC齿;切削破岩;分形维数;岩屑粒径;破岩比功

ISSN号：1006-754X

卷、期、页：网络发表

期刊分区（SCI为中科院分区）：无

收录情况：北大中文核心期刊

发表期刊名称：工程设计学报

通讯作者：李欣龙,张润青,刘利,陈振良,吴洪志

第一作者：赫文豪,史怀忠,黄中伟,熊超

论文类型：期刊论文

论文概要：赫文豪,李欣龙,张润青,刘利,史怀忠,黄中伟,熊超,陈振良,吴洪志，基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型研究，工程设计学报，，网络发表

论文题目：基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型研究