基于岩屑形貌分形特征的<strong>PDC</strong>齿破岩比功评估模型

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

Evaluation model of rock-breaking specific energy for PDC cutter based on fractal characteristics of rock cutting morphology

Wenhao HE,Xinlong LI,Runqing ZHANG,Li LIU,Huaizhong SHI,Zhongwei HUANG,Chao XIONG,Zhenliang CHEN,Hongzhi WU

表1 PDC齿破岩比功评估模型的关键参数

Table 1 Key parameters of PDC cutter rock-breaking specific energy evaluation model

齿形	切削参数			水平切削力 $F_{h} / N$	岩屑粒径分形维数 $D_{l}$	最大岩屑粒径 $l_{m a x} / m m$	总破岩体积 $V_{T} / c m ³$	岩性相关系数 $C$
齿形	深度 $d / m m$	角度 $θ / (°)$	速度 v/(mm/s)	水平切削力 $F_{h} / N$	岩屑粒径分形维数 $D_{l}$	最大岩屑粒径 $l_{m a x} / m m$	总破岩体积 $V_{T} / c m ³$	岩性相关系数 $C$
常规PDC齿	0.3	20	5.0	246.60	2.68	1.45	0.08	64.53
	0.6	20	5.0	635.81	2.64	1.76	0.26	227.37
	0.9	20	5.0	1 067.25	2.52	1.89	0.54	404.26
	1.2	20	5.0	1 589.72	2.52	3.09	0.86	486.23
	1.5	20	5.0	2 161.02	2.52	5.26	1.21	501.49
	0.9	10	5.0	1 025.10	2.49	1.89	0.57	411.40
	0.9	20	5.0	1 065.94	2.52	1.88	0.54	402.77
	0.9	30	5.0	1 290.98	2.65	1.73	0.54	420.89
	0.9	20	5.0		2.52	1.91
	0.9	20	10.0		2.49	2.12
	0.9	20	15.0		2.48	2.17
	0.9	20	20.0		2.48	2.20
锥形PDC齿	1.0	20	5.0	1 282.29	2.67	2.36	0.42	309.46
	1.5	20	5.0	1 660.66	2.64	7.34	0.75	361.11
	2.0	20	5.0	2 115.15	2.62	14.45	1.12	393.77
	2.5	20	5.0	2 645.76	2.55	20.91	1.65	410.14
	3.0	20	5.0	3 236.82	2.67	53.90	2.37	376.95
	2.0	10	5.0	1 650.91	2.65	10.72	0.79	309.46
	2.0	20	5.0	2 115.15	2.62	14.45	1.12	393.77
	2.0	30	5.0	2 516.55	2.62	15.23	1.02	393.77
	1.0	20	5.0	1 290.00
	1.0	20	10.0	1 304.00
	1.0	20	15.0	1 274.00
	1.0	20	20.0	1 292.00
	1.0	20	25.0	1 291.00