基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统 被引量：1

1

作者 侯勇俊 贾文俊 +1 位作者 刘博文 吴先进 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期254-262,共9页

目前,我国的钻井振动筛均采用人工监测筛面固液分离状态和手动调节筛面倾角的方式进行操作,无法实现自适应工作,常常出现钻井液“跑浆”现象。针对这一问题,提出了一种基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统。该系统以树莓派及... 目前,我国的钻井振动筛均采用人工监测筛面固液分离状态和手动调节筛面倾角的方式进行操作,无法实现自适应工作,常常出现钻井液“跑浆”现象。针对这一问题,提出了一种基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统。该系统以树莓派及专用摄像头、电机驱动板和2台步进电机为硬件平台,搭载基于OpenCV和改进AlexNet模型开发的图像识别软件,用于实现钻井振动筛的筛面固液分离状态视觉检测与筛面倾角自动调节。首先,根据钻井振动筛固液分离过程中液相终止线的位置特征,将采集的筛面图像分为正常、少浆和跑浆状态三种类别,并构建筛面图像数据集。然后,使用TensorFlow平台搭建基于迁移学习的AlexNet模型,以实现钻井振动筛的筛面固液分离状态的自动识别。最后,基于识别结果,由树莓派的GPIO(general purpose input/output,通用型输入/输出)接口控制2台步进电机同步工作,以实现钻井振动筛的倾角调节。结果表明,所设计的倾角调节系统对筛面固液分离状态的识别准确率达到97.33%,响应时间约为1.5 s,可满足钻井振动筛的倾角调节要求。该倾角调节系统设备体积小,成本低,且便于调试与维护,可有效提高钻井振动筛的自动化水平。 展开更多

关键词 钻井振动筛 树莓派 倾角调节系统 AlexNet模型 图像识别

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PDC钻头钻进仿真系统数字化方法研究 被引量：14

2

作者 任海涛 杨迎新 +2 位作者 陈炼 闫静 周春晓 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期150-154,共5页

PDC钻头和岩石的数字化技术是PDC钻头钻进仿真系统的关键技术之一。介绍了PDC齿、井底和井壁的数字化方法,分析、对比了PDC齿不同数字化方法的优缺点,研究了PDC齿、井底和井壁表面上各离散点坐标的计算模型,并在Matlab环境下实现了钻进... PDC钻头和岩石的数字化技术是PDC钻头钻进仿真系统的关键技术之一。介绍了PDC齿、井底和井壁的数字化方法,分析、对比了PDC齿不同数字化方法的优缺点,研究了PDC齿、井底和井壁表面上各离散点坐标的计算模型,并在Matlab环境下实现了钻进仿真系统几何模型的可视化。为利用数字仿真技术研究复杂钻进条件下PDC钻头与岩石的相互作用关系奠定了基础。 展开更多

关键词 PDC钻头 数字化 仿真 复杂钻井 PDC齿 岩石

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基于奇点分布法的涡轮钻具叶型设计 被引量：5

3

作者 龚彦 张晓东 +2 位作者 张也 李一岚 张津 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期165-172,共8页

在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取... 在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取环量密度分布规律,设计了涡轮钻具的叶型骨线,并采用六次多项式对叶型骨线进行光滑。再次,根据翼型库中翼型的表达方式,研究了沿叶型骨线加厚叶型的方法,得到了有厚叶型,并确定了厚度圆与叶片吸力面和压力面型线的切点计算方法,提供了叶片在制造时的必需坐标点。最后,根据工程数据,设计了某型涡轮钻具的叶型,采用CFD软件对其叶型进行了流场仿真。仿真结果表明叶型性能优良,证明了奇点分布法在涡轮钻具叶型设计中的可行性,特别是对设计高速涡轮钻具更是一种行之有效的方法。 展开更多

关键词 涡轮钻具 叶型 奇点分布法 叶型骨线 叶型加厚

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水力振荡器振动特性对减阻规律的影响研究 被引量：13

4

作者 李斌 刘胜 +1 位作者 沈桓宇 卢大伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期650-654,共5页

为了掌握水力振荡器振动特性对减阻规律的影响,基于Lu Gre摩擦理论,建立了钻柱与井壁岩石间摩擦力的计算模型,得到了水力振荡器的单因素振动特性对钻柱与井壁间摩擦力的影响规律;利用正交试验,分析水力振荡器振动强度、振幅、振动频率... 为了掌握水力振荡器振动特性对减阻规律的影响,基于Lu Gre摩擦理论,建立了钻柱与井壁岩石间摩擦力的计算模型,得到了水力振荡器的单因素振动特性对钻柱与井壁间摩擦力的影响规律;利用正交试验,分析水力振荡器振动强度、振幅、振动频率综合作用下对钻柱与井壁岩石间摩擦力的影响。研究结果表明:提高水力振荡器振动强度、振幅、振动频率均能降低钻柱与井壁岩石间摩擦力,其中摩擦力随振动频率的增大呈现先增强后减弱趋势,在振动频率大于20Hz时,各振动强度对应的减阻效率有下降趋势,最佳振荡频率为22Hz;水力振荡器各振动特性对钻柱与井壁岩石间摩擦力影响显著性由大到小,依次为振动强度、振幅、振动频率。 展开更多

关键词 LuGre摩擦理论 水力振荡器 轴向振动 正交实验

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偏置式空间RSSR急回仿生扑翼机构优化设计与分析 被引量：7

5

作者 张瑞坤 何畏 +2 位作者 王习术 郑家伟 孙磊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期651-656,共6页

本文基于偏置式空间RSSR四杆机构,设计了一种具有急回特性的扑翼机构,通过运动分析建立了空间RSSR四杆机构的运动学模型。以关节轴承处构件运动角和机构的压力角作为优化模型的非线性约束条件,摇杆摆角和行程比系数为目标函数建立了扑... 本文基于偏置式空间RSSR四杆机构,设计了一种具有急回特性的扑翼机构,通过运动分析建立了空间RSSR四杆机构的运动学模型。以关节轴承处构件运动角和机构的压力角作为优化模型的非线性约束条件,摇杆摆角和行程比系数为目标函数建立了扑翼机构的优化设计模型。利用遗传算法对机构进行了优化计算,得到了利与飞行的相对杆长参数。基于优化得到的相对杆长参数以及鸟类飞行参数,选取曲柄长度为10 mm设计了一款仿生扑翼机构。结果表明:所设计的扑翼机构最小传动角y_(min)=40.01°,节轴承处构件运动角最大为60°,扑动上极限夹角ψ_(max)=21.92°,下极限夹角ψ_(min)=-18.11°,行程速比系数K=1.5与选取仿生鸟类飞行运动参数一致。 展开更多

关键词 RSSR 扑翼机构 运动分析 参数优化 ADAMS

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Sc对Al-Mg-Mn-Cr-Ti晶间腐蚀性能的影响 被引量：4

6

作者 路全彬 龙伟民 +1 位作者 王鑫 杜全斌 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期97-100,共4页

对不同稀土钪添加量的Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能进行了测试,并采用OM,SEM和EDS对其组织进行了观察.结果表明,微量添加到Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金中的Sc元素,可降低合金发生晶间腐蚀的倾向性.钪影响Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能的原... 对不同稀土钪添加量的Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能进行了测试,并采用OM,SEM和EDS对其组织进行了观察.结果表明,微量添加到Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金中的Sc元素,可降低合金发生晶间腐蚀的倾向性.钪影响Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能的原因是,钪的添加细化了合金凝固组织,减少了杂质元素Fe,Si等在晶界的偏聚浓度,改变了合金凝固过程中β相的形态与分布.钪的添加,使合金晶界区发生电化学腐蚀程度减弱,提高了合金晶间腐蚀抗力. 展开更多

关键词 铝镁合金 晶间腐蚀 电化学腐蚀 钪添加

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并网能量回收动力电池组测试系统拓扑及其控制 被引量：2

7

作者 龙波 李迅波 +4 位作者 郝晓红 黄波 周晓东 郎曼江 胡庆华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期323-328,共6页

针对电动汽车用动力电池组测试系统的特点和性能要求,首先提出了一种具备电池放电能量回收再利用的动力电池组测试系统拓扑,该改进功率主电路拓扑由一组双向三相电压源型逆变/整流器和一组双向非隔离升降压斩波器并联成,然后围绕着该组... 针对电动汽车用动力电池组测试系统的特点和性能要求,首先提出了一种具备电池放电能量回收再利用的动力电池组测试系统拓扑,该改进功率主电路拓扑由一组双向三相电压源型逆变/整流器和一组双向非隔离升降压斩波器并联成,然后围绕着该组合功率变换主电路分别给出了一种电流内环前馈解耦控制方法。实验结果表明该方案可以在满足高精度、全范围、快速性动力电池组测试要求的同时将放电能量回馈到电网,实现了放电能量的有效回收,具有重要的意义。 展开更多

关键词 动力电池组测试系统 电动汽车 电网

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扑翼飞行器的凸轮摇杆型扑动机构设计与气动力学分析 被引量：2

8

作者 张瑞坤 何畏 +2 位作者 王习术 郑家伟 孙磊 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期72-78,共7页

为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴大型鸟类的飞行运动特征,设计了一种以凸轮摇杆为扑动机构的新型扑翼飞行器,建立了扑动机构的运动学和气动力学模型。结果表明:通过大型鸟类翅翼扑动规律对凸轮机构进行优化设计,得到了扑翼下扑占据... 为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴大型鸟类的飞行运动特征,设计了一种以凸轮摇杆为扑动机构的新型扑翼飞行器,建立了扑动机构的运动学和气动力学模型。结果表明:通过大型鸟类翅翼扑动规律对凸轮机构进行优化设计,得到了扑翼下扑占据整个扑动行程的60%左右;而提出的凸轮摇杆扑动机构的运动学模型,能够求解扑翼飞行器的相关运动参数。基于条带理论和扑翼飞行器的气动力模型,分别对凸轮摇杆扑翼飞行器、传统的双曲柄双摇杆机构扑翼飞行器的气动力进行计算比较,前者的平均升力为后者的1.382倍,前者平均推力为后者1.224倍,凸轮摇杆扑翼飞行结构具有更好的气动特性。 展开更多

关键词 扑翼机构 凸轮摇杆 运动学分析 气动力

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清管器聚氨酯皮碗接触性能分析与结构优选 被引量：2

9

作者 何畏 孙磊 +2 位作者 黄飞杨 郑家伟 张瑞坤 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期118-123,129,共7页

为提高清管器的工作效率和工作性能,对清管器聚氨酯皮碗的类型及结构参数进行优选,通过分析清管器运行过程中碟形皮碗相较于直板皮碗的优势,优选碟形皮碗作为清管器的皮碗类型;对碟形皮碗进行力学分析并采用有限元软件Abaqus分析得出,... 为提高清管器的工作效率和工作性能,对清管器聚氨酯皮碗的类型及结构参数进行优选,通过分析清管器运行过程中碟形皮碗相较于直板皮碗的优势,优选碟形皮碗作为清管器的皮碗类型;对碟形皮碗进行力学分析并采用有限元软件Abaqus分析得出,过盈量和皮碗唇部厚度与接触长度呈正相关,皮碗唇部长度与接触长度呈负相关;接触应力随着过盈量和唇部厚度增加而逐渐增大,随着唇部长度增加而逐渐减小;根据Abaqus得出的数据,并基于熵权法,对皮碗结构参数进行优选,得出最佳皮碗结构参数为过盈量5%、唇部长度42 mm、唇部厚度22 mm。 展开更多

关键词 清管器 聚氨酯 碟形皮碗 接触应力 结构优选 熵权法

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均衡运动旋转振动筛DEM数值模拟 被引量：6

10

作者 侯勇俊 祝敬涛 +2 位作者 李华川 吴先进 蒋锐 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2706-2717,共12页

旋转振动筛广泛应用于各行业对于粉体和胶体的分级。单电机旋振筛的激振力不通过振动体质心,使振动体随质心作圆运动和绕质心作圆锥摆运动。这种运动使得筛面上的垂直振幅不均匀,存在着颗粒物料向筛面周边扩散较快、物料层较厚、筛分效... 旋转振动筛广泛应用于各行业对于粉体和胶体的分级。单电机旋振筛的激振力不通过振动体质心,使振动体随质心作圆运动和绕质心作圆锥摆运动。这种运动使得筛面上的垂直振幅不均匀,存在着颗粒物料向筛面周边扩散较快、物料层较厚、筛分效率较低、颗粒均匀度较差的问题。因此提出了一种均衡运动原理的旋振筛,通过DEM数值模拟,从筛分效率的角度直观比较了旋振筛在常规运动和均衡运动下的筛面物料运动规律、颗粒粒度分布情况、固相筛分效率及颗粒运动速度。研究表明:均衡运动下物料向筛面周边旋转扩散更为均匀,其物料层较薄,能有效提高旋振筛的固相筛分效率及筛分颗粒的均匀度,可较好解决颗粒粒径与筛孔孔径比在0.7~1.0之间时颗粒透筛相对困难的问题。 展开更多

关键词 旋转振动筛 颗粒物料 均衡运动 数值模拟 粒度分布 筛分效率

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修井机、车载钻机二级井架控制系统研究 被引量：1

11

作者 张斌 文永川 +4 位作者 崔凯 刘有平 龙涛 赵明建 雍欣 《石油机械》 北大核心 2012年第2期54-56,100,共3页

针对修井机、车载钻机二级井架在立放时是否伸出到位、二级井架承载块是否打开和收井架时承载块是否被钩住等问题,研制了一套用于油田修井机、车载钻机二级井架的控制系统。该系统可以根据监控情况做出相应的控制动作,对操作人员进行语... 针对修井机、车载钻机二级井架在立放时是否伸出到位、二级井架承载块是否打开和收井架时承载块是否被钩住等问题,研制了一套用于油田修井机、车载钻机二级井架的控制系统。该系统可以根据监控情况做出相应的控制动作,对操作人员进行语音提示,保证立放井架作业过程安全,同时提高作业效率。该控制系统在现场已使用了0.5 a,运行情况良好,既能安全生产,又能提高作业工效,具有明显的社会效益和经济效益。 展开更多

关键词 修井机 车载钻机 二级井架PLC控制 报警

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摆动对涡轮增压器浮环轴承磨损的影响

12

作者 何畏 贺军超 +3 位作者 李华川 陈洋 杨志勇 张自立 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期178-186,共9页

为了分析摆动运动对涡轮增压器浮环轴承的影响,基于摩擦学,通过对涡轮增压器浮环轴承几何结构、运动形式、接触方式、受力与速度进行分析,推导出考虑摆动与旋转复合运动的浮环轴承组合磨损数学模型。基于此模型,讨论了摆动周期与摆动转... 为了分析摆动运动对涡轮增压器浮环轴承的影响,基于摩擦学,通过对涡轮增压器浮环轴承几何结构、运动形式、接触方式、受力与速度进行分析,推导出考虑摆动与旋转复合运动的浮环轴承组合磨损数学模型。基于此模型,讨论了摆动周期与摆动转速比对浮环轴承磨损量变化的影响,研究结果表明:浮环轴承磨损量随摆动周期的增大而减小,且减小率逐渐变小;浮环轴承磨损量随摆动转速比的增大而减小,且减小率逐渐增大。研究结果为浮环轴承理论计算提供了一定参考。 展开更多

关键词 涡轮增压器浮环轴承 摩擦学 摆动与旋转 组合磨损 摆动周期 摆动转速比

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非常规油气田压裂作业阀箱的结构创新 被引量：4

13

作者 蒋仕斌 黎宗琪 +2 位作者 贾兵兵 胡绍贵 杨文伟 《钻采工艺》 北大核心 2017年第4期72-74,共3页

当前非常规油气田压裂作业对压裂泵阀箱提出了更高的性能要求,常规压裂泵阀箱因使用寿命短,可靠性偏低,已经难以满足非常规油气田的恶劣工况。针对这种情况,文章提出了通过采用新型双导向杆阀结构内腔设计来提高阀箱本体的有效壁厚,降... 当前非常规油气田压裂作业对压裂泵阀箱提出了更高的性能要求,常规压裂泵阀箱因使用寿命短,可靠性偏低,已经难以满足非常规油气田的恶劣工况。针对这种情况,文章提出了通过采用新型双导向杆阀结构内腔设计来提高阀箱本体的有效壁厚,降低工作应力,进而提高阀箱的抗疲劳损坏能力,获得更高的使用寿命;此外还通过采用柱塞缸套与阀箱本体一体化的结构设计,移除了原分体式柱塞缸套与阀箱本体处的一道橡胶密封,从而减少阀箱工作时的渗漏点,有效提升阀箱工作时柱塞密封的可靠性。新型压裂泵阀箱已经在非常规油气田的实际工业使用中取得了良好的效果,阀箱的使用寿命及工作可靠性都得以明显提升,这些结构创新值得在压裂泵阀箱的制造中推广应用。 展开更多

关键词 非常规压裂作业 应力 双导向杆阀 柱塞缸套

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复合钻井模式下PDC钻头钻进仿真研究 被引量：2

14

作者 郑家伟 况雨春 +3 位作者 王霞 邹子由 陈玉中 杨迎新 《石油机械》 2016年第1期40-44,共5页

PDC钻头在井底的受力将影响到PDC钻头钻进效率及切削齿的磨损,尤其是在复合钻井模式下,切削齿与岩石互作用更加复杂。鉴于此,提出一种新的基于三维建模理论的复合钻井模式下PDC钻头钻进仿真方法,目的在于通过仿真结果对复合钻井用PDC钻... PDC钻头在井底的受力将影响到PDC钻头钻进效率及切削齿的磨损,尤其是在复合钻井模式下,切削齿与岩石互作用更加复杂。鉴于此,提出一种新的基于三维建模理论的复合钻井模式下PDC钻头钻进仿真方法,目的在于通过仿真结果对复合钻井用PDC钻头的切削参数进行评价。该仿真方法首先是建立复合钻井模式下PDC钻头预钻井底模型,PDC钻头按照设定钻进模式运动,将切削齿作为刀具对岩石进行虚拟切削,仿真过程中建立各切削齿的切削带模型,通过切削带计算各切削齿的接触弧长、接触面积和切削体积。理想工况与复合钻井模式下仿真结果对比表明,新的复合钻井模式下PDC钻头钻进仿真方法能够满足复合钻井模式下对切削参数的定量化评价需求,具有较好的仿真精度以及可视化效果。 展开更多

关键词 PDC钻头 破岩仿真 二次开发 切削参数 复合钻井

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压裂设备应用评价及技术发展展望 被引量：17

15

作者 张增年 李华川 +3 位作者 郑家伟 马升平 戴启平 付军刚 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第2期41-44,I0018,共5页

随着非常规油气开发和常规油气改造规模的不断扩大,对压裂装备性能指标提出了更高的要求。从几种压裂设备的市场应用情况出发,分别介绍了柴油驱动、电驱、液压驱动、双燃料和涡轮式压裂装备的技术特性和市场应用现状,对比分析了目前大功... 随着非常规油气开发和常规油气改造规模的不断扩大,对压裂装备性能指标提出了更高的要求。从几种压裂设备的市场应用情况出发,分别介绍了柴油驱动、电驱、液压驱动、双燃料和涡轮式压裂装备的技术特性和市场应用现状,对比分析了目前大功率2500型压裂车与其他几种大功率压裂驱动装备的性能优劣特点,从压裂设备整机形式、结构分析和控制系统三个方面对目前压裂设备提出了优化改进措施,最后从压裂设备的发展方向提出几点建议,为压裂装备研制提供参考。 展开更多

关键词 压裂装备 电驱压裂 液压驱动 功率密度 可靠性

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国外金刚石钻头的新进展 被引量：11

16

作者 郑家伟 《石油机械》 2016年第8期31-36,共6页

金刚石钻头已经发展成为油气勘探领域最主要的钻井工具之一,并且以其高可靠性和长钻时的优势,成为油气钻井行业的首选钻头类型。因此,很有必要了解国外金刚石钻头的现状和发展趋势。重点介绍了国外Hughes公司的Talon系列、Smith公司的St... 金刚石钻头已经发展成为油气勘探领域最主要的钻井工具之一,并且以其高可靠性和长钻时的优势,成为油气钻井行业的首选钻头类型。因此,很有必要了解国外金刚石钻头的现状和发展趋势。重点介绍了国外Hughes公司的Talon系列、Smith公司的StingBlade系列、NOV公司的Tektonic系列、Halliburton公司的GeoTech系列、Ulterra公司的CounterForce系列、Shear公司的Pexus系列和Tercel公司的MicroCORE系列等7家公司的12个金刚石钻头新产品,分析其切削结构、切削元件、水力清洗和钻头体材料等方面的新技术及应用情况,提出了开展提升破岩效率、水力效率及机械效率研究、新型切削元件研究、PDC复合片核心技术攻关及难钻地层破岩机理研究等思路,以期推动我国金刚石钻头行业的技术创新和发展。 展开更多

关键词 金刚石 PDC钻头 切削结构 水力清洗 进展

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金刚石钻头分类命名法扩展的探讨

17

作者 郑家伟 王霞 +1 位作者 李晋秦 范晓勒 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第6期60-63,9-10,共4页

金刚石钻头已发展成为油气勘探最主要的钻井工具之一,因此有必要对其分类法加以扩展和完善,增强其可识别性和易用性。分析了现有金刚石钻头分类法在切削齿密度、冠部轮廓等方面的应用现状及局限性,结合金刚石钻头的技术进步和发展趋势,... 金刚石钻头已发展成为油气勘探最主要的钻井工具之一,因此有必要对其分类法加以扩展和完善,增强其可识别性和易用性。分析了现有金刚石钻头分类法在切削齿密度、冠部轮廓等方面的应用现状及局限性,结合金刚石钻头的技术进步和发展趋势,提出了切削齿密度与地层岩性的对应关系,以及切削齿密度、冠部轮廓与钻头直径的换算方法,细化了PDC复合片分级,定义了附加特征代号,建立起了金刚石钻头扩展分类法。进一步提出了基于切削结构的金刚石钻头命名法,可形成具有我国石油行业特色的金刚石钻头分类命名体系。 展开更多

关键词 金刚石 钻头 分类法 命名法

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