PDC钻头定向喷嘴井底流场数值模拟

• 作者: 付加胜 宋先知 李根生 黄英勇
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: PDC钻头 定向喷嘴 井底流场 数值模拟 钻头泥包
• 年，卷（期）: 2011,（6）
• 所属期刊栏目: 钻采机械
• 页码范围: 99-103
• 分类号: TE921+.1
• 字数: 2806字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2011.06.023

摘要

为提高定向喷嘴PDC钻头清洗井底的效果,最大限度地减少钻头泥包的形成.利用计算流体力学理论和数值模拟方法,建立了定向喷嘴PDC钻头的物理模型,并确定了定向喷嘴PDC钻头的物理模型参数,对定向喷嘴和定向喷嘴PDC钻头的井底流场特性进行了分析.结果表明:在定向喷嘴的结构参数中,双流道的直径组合与侧向流道的倾角是影响流量分配的主要因素,侧孔倾角为45°时,既能满足流量分配的要求,又便于加工；定向喷嘴侧向射流将回流限制在新冲击区的上方,减小了井底漩涡区域,与漫流层的叠加补偿了其能量损失,刀翼切削面处的低速区也变小,对井底清岩起到较好的作用,有利于抑制泥包的形成.定向喷嘴与常规水力结构设计相结合可以在预防和清除PDC钻头泥包方面发挥自身的优势,达到提高机械钻速的目的.