新型锥形PDC齿犁削破岩理论研究

目前关于锥形PDC齿的研究主要集中于数值模拟、现场及室内试验，而关于其切削力学特性的理论分析未见相关报道。因此，通过数值模拟阐述了锥形PDC齿拉伸剪切破岩机理，以及切削载荷分布特性；根据能量平衡原理，推导了锥形PDC齿切削载荷理论公式。结果表明，相比于常规PDC齿，锥形PDC齿破岩过程更加稳定，其切削载荷受岩石性质、齿的形状参数、切削深度以及切削角度的影响，且切削载荷随着锥顶半径、切削角度以及吃入岩石深度的增加而增加。研究成果可为锥形PDC齿及钻头的设计提供理论支撑。