PDC鉆頭井底流場研究.pdf

1、井底流場是鉆頭水力問題的直接表現(xiàn)場所，通過對鉆頭井底流場中流動現(xiàn)象的認識分析，可發(fā)現(xiàn)鉆頭水力問題的所在，更合理地改進噴嘴組配，設計排屑槽道。由于PDC鉆頭井底流場是結構非常復雜的三維非自由多股射流湍流流場，用理論和實驗手段很難得到井底射流的流動特性。 本文利用ANSYS軟件建立了PDC鉆頭的三維幾何模型并導入GAMBIT進行網(wǎng)格劃分，最后在FLUENT軟件中設置速度入口及自由出口的邊界條件進行分析，得出了噴嘴最大流速為232m/

2、s時的流場圖及井底的流場圖。分析結果表明：噴射角大、距鉆頭中心遠的噴嘴射流與井壁之間的漩渦區(qū)小，有利于攜帶和清除井壁附近的巖屑；噴射角小、距鉆頭中心近的噴嘴射流與鉆頭軸線之間的漩渦區(qū)小，有利于清除井底中心的巖屑。將各個噴嘴設計成具有不同射流速度的噴嘴更有利于清除和攜帶巖屑，且距鉆頭中心近的噴嘴應具有最高的射流速度，而在該噴嘴兩側的兩個噴嘴應具有較高的射流速度，與該噴嘴相隔的兩個噴嘴應具有較低的射流速度。研究成果對指導PDC鉆頭的水力結構