图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation小动能冲击下聚晶金刚石复合片冲击磨损的动态响应和损伤行为

编号：484 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-24 20:16:28 浏览：279次收藏取消收藏

2024-05-12 15:25

15min

[H2] 论坛7：摩擦、磨损与润滑技术C [H2-2] 论坛7C下午

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摘要

聚晶金刚石复合片（PDC）切削齿是页岩气钻井中的主要承力部件，其性能对页岩气开采的效率有着重要影响。由于页岩气开采的地质条件复杂，岩石与切削齿之间的动态冲击是造成金刚石切削齿失效的主要原因之一。研究其冲击磨损行为和损伤机制对于设计性能优异的 PDC 结构和提高其工程应用效率至关重要。这项工作研究了 PDC 在小动能冲击下的动力学响应和损伤行为，并揭示 PDC 冲击磨损损伤机制。结果表明，由于界面状态的变化，冲击力随冲击循环的变化而波动。由于 PDC 的弹塑性，其87% 的冲击动能用于PDC的塑性变形和断裂。其次，接触时间和动能吸收率只与冲击质量有关。接触时间与质量呈正相关，而动能吸收率则呈相反变化。此外，金刚石断裂发生时的动能积累较低，仅为 0.059 J。研究发现，在冲击磨损过程中，钴催化和应力诱导效应共同诱发了石墨化和碳重杂化。最后结论，在小动能冲击下的 PDC 冲击磨损机理是一种由晶间断裂和晶间断裂组合而成的脆性断裂并伴随冲击界面的磨粒磨损和黏着磨损。该研究为设计抗冲击磨损的 PDC 结构和提高页岩气开采效率提供了可参考的基础研究数据。