仿生耦合理论及爪趾型仿生金刚石钻头的应用

摘要

仿生学是一门可与很多学科交叉的边缘性学科,其与钻头设计制备技术的融合将产生创新性成果.为提高孕镶金刚石钻头钻进速度和工作寿命,基于仿生耦合理论,遵循仿生学相似原理,以土壤动物的爪趾为仿生原型,结合孕镶金刚石钻头的总体结构,采用无压浸渍烧结法,设计制备了爪趾型仿生金刚石钻头.通过现场钻井试验,试验数据表明:相比于普通金刚石钻头,爪趾型仿生金刚石钻头平均钻进速度提高了20％～37.9％,平均工作寿命提高了1.23～2.83倍,综合效果显著提高,可为缩短钻孔周期、节约钻孔成本做出较大的贡献,具有深远的经济效益.