基于仿真的復(fù)合沖擊破巖流固熱耦合場(chǎng)分析

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為了揭示復(fù)合沖擊載荷下全尺寸PDC鉆頭破巖機(jī)理，以溫度為紐帶，通過迭代算法建立復(fù)合沖擊載荷下PDC鉆頭破巖流固熱耦合仿真分析模型，同時(shí)以PDC鉆頭切削齒溫度為評(píng)價(jià)指標(biāo)驗(yàn)證仿真模型；從動(dòng)態(tài)破巖過程、力學(xué)變化行為、溫度演化規(guī)律和流場(chǎng)分布特征等4個(gè)方面完成復(fù)合沖擊載荷下全尺寸PDC鉆頭破巖工作特性分析。分析結(jié)果表明：PDC鉆頭破巖流固熱耦合仿真分析模型誤差在10%以內(nèi)，滿足工程分析精度需求；PDC鉆頭破巖過程分為單齒破巖、平面破巖和深度破巖3個(gè)階段，增加復(fù)合沖擊載荷后PDC鉆頭最大扭矩增大66.3%，平均扭矩增大28.0%；PDC鉆頭的高溫區(qū)域分布在鉆頭最底部切削齒表面，最高溫度達(dá)到166.9 ℃；鉆井液在PDC鉆頭刀翼外側(cè)切削齒產(chǎn)生高壓區(qū)域，最大壓力達(dá)到107.9 kPa；鉆井液在噴嘴出口處流速最大，達(dá)到6.1 m/s。（剩余14685字）