功能与组成：PDC-牙轮复合钻头破岩机理数值模拟与试验系统由科研成果转化建成。PDC-牙轮复合钻头是牙轮钻头和PDC钻头融为一体的新生代钻头，牙轮对岩石的间歇性破碎与固定切削刃对岩石持续性剪切与刮磨相辅相成，在交互夹层地层中耐用性更强。中心开发的PDC-牙轮复合钻头破岩机理数值模拟与试验系统对PDC-牙轮复合钻头与岩石的相互作用进行仿真和试验研究，系统主要由2个子系统组成，分别为有限元模拟系统和钻头破岩试验台架系统。

教学效果：该系统培养了学生在钻头建模、钻头破岩计算分析及破岩试验等方面的技术能力。通过PDC-牙轮复合钻头3-D建模、复合钻头破岩仿真计算、破岩机理研究实验，学生可以掌握复合钻头与岩石相互作用规律的分析方法，实现对PDC-牙轮复合钻头破岩机理分析、复合钻头破岩效果评价及钻头结构优化设计等专业技能的综合训练。

图 PDC-牙轮复合钻头破岩仿真分析

图 PDC-牙轮复合钻头破岩试验研究

实验项目：

表 PDC-牙轮复合钻头破岩机理数值模拟与试验课程及项目

序号	实验课程	实验项目	实验类别
1	钻井机械	PDC-牙轮复合钻头布齿设计	设计型
		PDC-牙轮复合钻头体设计	设计型
		有限元模型的建立	验证型
		井底岩石形貌与岩石应力应变分析	验证型
		复合钻头破岩动态响应分析	验证型
		复合钻头破岩试验研究	验证型
		基于井底岩石形貌和钻头力学性能的破岩机理分析研究	综合型