水平井PDC钻头的井底流场数值模拟

摘要：

为了解决页岩水平井岩屑运移困难、钻头泥包等问题,提高聚晶金刚石复合片(polycrystalline dia-mond compact,PDC)PDC钻头在钻井过程中的钻井效率和使用寿命,采用数值模拟方法、低雷诺数k-ԑ湍流模型建立井底的流场模型,对PDC钻头的水力结构在不同钻井液排量、PDC钻头转速和岩屑粒径工况下的井底流场变化和岩屑运动状态进行分析并优化改进.结果表明:重力作用对低排量下的岩屑运动状态影响较大,当钻井液排量增加到一定程度后,岩屑运移效率变化较小;在旋转工况下,钻井液排量和钻头转速不匹配,降低了钻井液的冲刷作用和岩屑运移效率;在一定排量和钻头转速下,钻头转速对大粒径岩屑运移效率的提升作用大于对小粒径岩屑的;在相同的喷嘴面积下,优化后的 8喷嘴钻头岩屑运移效率优于 6喷嘴钻头的;相比非等径喷嘴组合,等径喷嘴组合的性能表现更均衡.

关键词：水平井、PDC钻头、水力结构、井底流场、模拟仿真

所属期刊栏目：44

分类号：TQ164;TG74;TG58;TE921.1

在线出版日期：2024-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：476-484