定向喷嘴PDC钻头井底流场特性研究

摘要：

对PDC钻头水力结构的优化是控制泥包生成和发展的有效手段.基于计算流体力学理论,针对PDC钻头在使用过程易产生泥包的问题,建立了带有侧向射流喷嘴的PDC钻头井底结构的物理模型,采用κ-ε双方程模型封闭Ⅳ-S湍流方程.使用SIMPLEC算法对该条件下的物理模型进行数值模拟计算,并定性研究了井底流场特性及刀翼表面速度、压力分布特征.研究结果表明:侧向射流形成新的射流区,减小了井底漩涡的覆盖面积,对井底清岩能起到积极作用;在侧向射流带动下,刀翼切削面的剪切力、压力梯度增大,利于抑制泥包的成长和冷却刀翼,提高钻头性能.该结论为PDC钻头水力结构的优化提供了新的思路.

关键词：PDC钻头、泥包、侧向射流、数值模拟、流场

所属期刊栏目：32

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：高等学校博士点基金项目20070425006

在线出版日期：2010-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：15-18