国家自然科学基金(51004052)
- 作品数：9 被引量：46H指数：4
- 相关作者：高科孙友宏马银龙李梦刘婧更多>>
- 相关机构：吉林大学北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司黄河勘测规划设计有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国土资源公益性行业科研专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球一般工业技术石油与天然气工程建筑科学更多>>
- 热压碳化钨基复合胎体材料性能试验被引量：4
- 2013年
- 为了提高碳化钨(WC)基复合胎体材料的性能,在烧结压力为13 MPa、升温时间为6min、保温时间为5min的情况下,采用真空热压烧结的方法制备了金刚石钻头所用的10种不同比例WC基胎体材料试样30块,并对试样进行了洛氏硬度(HRC)、抗弯强度(σ)等性能测试。通过试验数据分析研究了WC、663青铜(ZQSn663)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)与胎体材料HRC和σ的关系。结果表明:WC质量分数对胎体的HRC和σ的影响是主要因素,胎体的HRC和σ具有内在联系,HRC高的胎体σ往往也高;在胎体配方中各个成分的含量都应得到控制才能保证胎体的性能优良,各成分的质量分数控制为:w(WC)<59.1%,w(ZQSn663)>25%,3%
- 马银龙孙友宏高科刘宝昌张献振李小洋
- 关键词：金刚石钻头热压烧结
- 天然气水合物勘探用仿生耦合金刚石钻头的研制与应用被引量：3
- 2012年
- 针对漠河冻土区天然气水合物勘探施工周期短、回次进尺低、温度要求严格等难点,为了提高勘探钻进用金刚石钻头的性能,研制了一种高效、减阻、低温仿生耦合金刚石钻头。天然气水合物MK-1井和MK-2井岩性主要为泥岩、硅质胶结的砂岩互层,可钻性为Ⅴ—Ⅶ级,据此设计了仿生耦合孕镶金刚石钻头的基体配方、烧结工艺、耦元参数、金刚石参数及钻头结构。野外试验结果表明:仿生耦合金刚石钻头在钻速提高37.3%的前提下,寿命比常规钻头提高53.7%。
- 孙友宏马银龙黄晟辉高科刘宝昌李小洋郭威赵研
- 关键词：天然气水合物金刚石钻头耐磨
- 石灰岩地层PDC钻头仿生PDC齿工作角优化试验研究被引量：5
- 2015年
- 在仿生耦合理论的指导下,根据贝壳的表面非光滑的结构特性设计研制一种仿生PDC齿。设计PDC钻头时,主要考虑切削齿的后倾角与侧转角,二者对钻头碎岩效率有重要影响。通过理论分析仿生PDC齿在钻头的最优安装角度,并通过钻进试验来优选仿生PDC齿在钻进石灰岩的最优安装角度。试验结果表明:在相同的转速、钻压的条件下,切削齿后倾角为20°、侧转角为0°时,钻头钻速最快。此试验结果可以为石灰岩地层用PDC钻头的设计提供参考依据。
- 高科孙阳刘婧孙友宏张绪良李梦
- 关键词：仿生非光滑PDC钻头
- 仿生金刚石钻头非光滑表面优化研究
- 2014年
- 对仿生单元的直径和排列方式进行研究,探求合理的非光滑表面形态。通过加工四个仿生试样并进行磨耗比测试,实验结果显示:仿生试样B2和B3明显高于B1和B4,其中B3仿生试样最高,比B2高出2%,由此可知,最佳的仿生单元直径为2.0mm;然后加工小口径仿生金刚石钻头,将数个2.0mm仿生单元材料均匀排布于钻头底唇面上,并进行钻进试验,结果显示:仿生单元在合理范围内排布时,仿生金刚石钻头具有较高的钻进效率和较长的使用寿命,否则其性能并不比普通钻头优越。由实验可知,仿生单元均匀排布时,径向角度为24°和30°的仿生单元排布方式比较合理,明显提高了仿生金刚石钻头性能。
- 王传留
- 关键词：非光滑表面
- 仿生耦合聚晶金刚石复合片钻头被引量：19
- 2014年
- 基于仿生耦合理论设计了仿生耦合聚晶金刚石复合片(PDC),通过摩擦磨损实验研究其性能,制备出仿生耦合PDC钻头并将其用于现场试验。以自然界生物(竹子、人类牙齿、贝壳、树木年轮、蝼蛄等)为仿生原型,从聚晶金刚石和硬质合金材料、聚晶金刚石-硬质合金交接面结构及聚晶金刚石表面非光滑形态3方面入手设计仿生耦合PDC,并开展室内摩擦磨损实验。结果表明:与同尺寸的常规PDC相比,仿生耦合PDC磨耗比提高约18.4%,磨损砂轮速度提高约1.67倍,耐磨性和切削效率都显著提高。现场钻井试验中,根据地层情况和井身结构设计制备了仿生耦合PDC钻头,并与邻井同层常规PDC钻头进行了对比。结果表明:仿生耦合PDC钻头的机械钻速约为常规PDC钻头的2.5倍,可大幅缩短钻井周期、节约钻井成本,经济效益显著。
- 高科李梦董博孙友宏孙阳刘婧
- 关键词：聚晶金刚石复合片钻井钻头
- 新型仿生PDC齿高效切削机理及试验研究被引量：4
- 2013年
- 利用仿生耦合理论,根据贝壳和蝼蛄等动植物的非光滑形态结构研制了一种新型的仿生PDC齿,并利用有限元软件abaqus对单个齿磨损前后的运动过程进行分析,与普通PDC齿的应力分布状态进行对比,可以看出,在同等条件下,非光滑PDC切削齿的应力大小及分布情况要明显优于普通的PDC切削齿,具有良好的碎岩效果。此外还对这2种切削齿进行了磨耗比试验,试验结果进一步证明了仿生PDC齿具有一定的优越性。
- 刘婧高科徐小健李梦
- 关键词：ABAQUS非光滑PDC切削齿磨耗比
- 新型耦合仿生孕镶金刚石石油钻头的研制被引量：4
- 2013年
- 将耦合仿生理论应用到孕镶金刚石石油钻头切削齿的结构设计中,从仿生非光滑结构、材料和钻头整体结构3种主要影响因素入手,采用无压浸渍法、热压法和镶焊法等烧制方法和工艺,研制了新型三元耦合仿生孕镶金刚石石油钻头(简称仿生石油钻头),并在普光D-103井须家河组层段进行现场钻进试验。试验结果表明:仿生石油钻头与在须家河层段发挥平稳的三牙轮钻头相比,钻进速度更高、使用寿命更长、整体性能更稳定。
- 孙友宏刘大军高科谢晓波马银龙高军辉
- 关键词：孕镶金刚石切削齿
- 耦合仿生孕镶金刚石钻头高效耐磨机理被引量：11
- 2012年
- 将耦合仿生高效耐磨理论应用到孕镶金刚石钻头设计中,研制出耦合仿生孕镶金刚石钻头(简称耦合仿生钻头),其与普通孕镶金刚石钻头相比具有破岩速度更快、使用寿命更长等优点。从土壤动物体表非光滑高效破土和耐磨降阻特性入手,通过切削岩粉的微观分析结果和通过数值模拟有限元分析钻头在静态、动态两种作用力下与岩石接触产生的应力状态,揭示了耦合仿生钻头的排屑效果、冷却环境和岩石受力状态等方面均优越于普通金刚石钻头,具有显著的高效破岩和耐磨特性。
- 孙友宏高科张丽君李守圣徐良马银龙
- 关键词：钻头耐磨土壤动物
- 地下同轴套管式换热器取热工况热响应实验分析被引量：2
- 2012年
- 地源热泵系统凭借其节能和环保的特性,一经问世就迅速吸引了全世界的目光,成为了一个非常热门的研究课题。换热器的传热效率一直是地源热泵技术研究的主要问题之一,通过对比传统的单U型换热器,对新型的同轴套管型换热器的取热工况进行试验研究,并对采集的数据进行分析讨论,说明其具有良好的传热效果。
- 刘婧高科孟祥瑞李冰
- 关键词：地源热泵换热器
