PDC钻头设计参数对井底流场分布的影响规律研究

摘要：

研究PDC钻头井底流场分布规律是提高岩屑运移效率、冷却钻头和抑制泥包产生的有效方法.利用Fluent软件,基于K-e双方程模型和封闭N-S湍流方程,使用Simplec算法,分析钻头转速、钻井液喷出速度和总流过面积相同时喷嘴数量对井底流场分布的影响.结果表明:当钻头转速从90r/min增加至110r/min时,转速增加对井底湍动能及速度的提升效果较为显著;但当转速达到120r/min时,井底湍动能及速度略有降低,提高钻头转速有利于由外向内清洗钻头表面;当钻井液喷出速度从5m/s增加至9m/s时,井底湍动能及速度随射流喷射速度的增加而增加,提高钻井液喷出速度可以使漩涡靠近井壁或钻头体,抑制了漩涡面积的增加,有利于岩屑的运移;在喷嘴总流过面积相同时,减小外侧喷嘴直径,外侧喷嘴个数从3个增加至4个,井底湍动能及速度随之增加,有利于井底岩屑的运移,但导致钻头表面中心的低速区域面积增加,不利于钻头表面的清洗.

关键词：PDC钻头、数值模拟、喷嘴、转速、喷出速度

所属期刊栏目：51

分类号：TE9(石油机械设备与自动化)

资助基金：湖北省技术创新专项重大项目2019AAA013

在线出版日期：2023-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：160-165