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基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型
1
作者
赫文豪
李欣龙
+6 位作者
张润青
刘利
史怀忠
黄中伟
熊超
陈振良
吴洪志
《工程设计学报》
北大核心
2025年第1期23-31,共9页
随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond ...
随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头设计,但锥形齿的破岩体积较小,其布齿方法需要更全面的理论支撑。为此,以破岩比功为目标函数,通过明确不同类型PDC齿在切削破岩过程中的切削力与切削能耗等物理参数,利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数建立了基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型。同时,通过与常规平面形PDC齿对比,探究了锥形PDC齿的破岩性能,并分析了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能的影响规律。结果表明,锥形PDC齿适用于大切削深度低能耗破岩,而常规PDC齿适用于高速小切削深度破岩,且2种PDC齿的工作角度均推荐为20°左右。锥形PDC齿适合布置在混合布齿PDC钻头的中心顶点和冠顶区域,而常规PDC齿适合加密布置在钻头的鼻部至肩部区域。研究结果可为揭示PDC齿破岩生成的岩屑粒径分布规律和指导混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。
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关键词
锥形PDC齿
切削破岩
分形维数
岩屑粒径
破岩比功
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职称材料
新型热电材料Y_(2)Te_(3)热电性能应变调控研究
被引量：
2
2
作者
夏雨虹
杨振清
+1 位作者
周露露
邵长金
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023年第8期1422-1431,共10页
具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y_(2)Te_(3)是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论,通过施加-4%到4%的应变对Y_(2)Te_(3)材料的热电性能进...
具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y_(2)Te_(3)是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论,通过施加-4%到4%的应变对Y_(2)Te_(3)材料的热电性能进行应变调控。研究表明,施加压缩应变对Y_(2)Te_(3)材料热电性能的提高优于施加拉伸应变。300 K下p型Y_(2)Te_(3)的最大功率因数由0.4 mW·m^(-1)·K-2提升到1.6 mW·m^(-1)·K-2,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大功率因数由8 mW·m^(-1)·K^(-2)提升到11 mW·m^(-1)·K^(-2)。300 K下p型Y_(2)Te_(3)在应变调控下最大热电优值ZT由0.07提升到0.15,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大热电优值ZT由0.7提升到0.9。因此,n型Y_(2)Te_(3)具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y_(2)Te_(3)材料的热电性能,n型Y_(2)Te_(3)具有作为热电材料的巨大潜力。
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关键词
热电材料
应变
热电性能
Y_(2)Te_(3)
硫族化合物
第一性原理
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职称材料
题名
基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型
1
作者
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
机构
中国石油大学
(
北京
)油气光学探测技术
北京
市重点实验室
中国石油大学
(
北京
)
能源
交叉学科
基础
研究
中心
中国石油大学
(
北京
)油气资源与探测国家重点实验室
中国石油
化工集团
石油
工程技术
研究
院有限公司
出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第1期23-31,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFA0708302)
国家自然科学基金资助项目(52270416)
油气资源与探测国家重点实验室课题资助项目(PRE/DX-2402)。
文摘
随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头设计,但锥形齿的破岩体积较小,其布齿方法需要更全面的理论支撑。为此,以破岩比功为目标函数,通过明确不同类型PDC齿在切削破岩过程中的切削力与切削能耗等物理参数,利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数建立了基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型。同时,通过与常规平面形PDC齿对比,探究了锥形PDC齿的破岩性能,并分析了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能的影响规律。结果表明,锥形PDC齿适用于大切削深度低能耗破岩,而常规PDC齿适用于高速小切削深度破岩,且2种PDC齿的工作角度均推荐为20°左右。锥形PDC齿适合布置在混合布齿PDC钻头的中心顶点和冠顶区域,而常规PDC齿适合加密布置在钻头的鼻部至肩部区域。研究结果可为揭示PDC齿破岩生成的岩屑粒径分布规律和指导混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。
关键词
锥形PDC齿
切削破岩
分形维数
岩屑粒径
破岩比功
Keywords
conical PDC cutter
cutting and breaking rock
fractal dimension
particle size of rock cutting
rock-breaking specific energy
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
新型热电材料Y_(2)Te_(3)热电性能应变调控研究
被引量：
2
2
作者
夏雨虹
杨振清
周露露
邵长金
机构
中国石油大学
(
北京
)
能源
交叉学科
基础
研究
中心
出处
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023年第8期1422-1431,共10页
文摘
具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y_(2)Te_(3)是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论,通过施加-4%到4%的应变对Y_(2)Te_(3)材料的热电性能进行应变调控。研究表明,施加压缩应变对Y_(2)Te_(3)材料热电性能的提高优于施加拉伸应变。300 K下p型Y_(2)Te_(3)的最大功率因数由0.4 mW·m^(-1)·K-2提升到1.6 mW·m^(-1)·K-2,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大功率因数由8 mW·m^(-1)·K^(-2)提升到11 mW·m^(-1)·K^(-2)。300 K下p型Y_(2)Te_(3)在应变调控下最大热电优值ZT由0.07提升到0.15,n型Y_(2)Te_(3)在压缩应变下最大热电优值ZT由0.7提升到0.9。因此,n型Y_(2)Te_(3)具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y_(2)Te_(3)材料的热电性能,n型Y_(2)Te_(3)具有作为热电材料的巨大潜力。
关键词
热电材料
应变
热电性能
Y_(2)Te_(3)
硫族化合物
第一性原理
Keywords
thermoelectric material
strain
thermoelectric property
Y_(2)Te_(3)
chalcogenide
first-principle
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型
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
《工程设计学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
新型热电材料Y_(2)Te_(3)热电性能应变调控研究
夏雨虹
杨振清
周露露
邵长金
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023
2
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职称材料
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