装有脉冲喷嘴的PDC钻头井底流场模拟

摘要：

脉冲射流具有流体脉动特性,应用在钻井作业中,能起到较常规射流更为明显的辅助破碎岩石和清洗井底岩屑的作用.运用计算流体动力学技术,采用雷诺平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型,对装有脉冲喷嘴的PDC钻头进行井底流场数值模拟,分析脉冲射流压力波动变化、脉冲射流辅助破碎井底岩石性能以及在PDC刀翼上流体湍流运动的力学性质和脉动情况.模拟结果表明,脉冲射流作用于PDC钻头,能够在一定程度上增强射流辅助破碎岩石、井底岩屑运移和PDC切屑齿的清洗、冷却效果.该项研究成果可为装有自激励振荡脉冲喷嘴的全尺寸PDC钻头进行井底流场的水力特性室内及现场试验提供一定的参考.

关键词：PDC钻头、脉冲射流、喷嘴、井底流场、计算流体动力学、数值模拟

所属期刊栏目：42

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金项目“单次冲击加卸载后岩石全程动态本构特性及应用研究”51174173

在线出版日期：2014-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：34-38