不同喷嘴倾角对改善PDC钻头井底流场研究

摘要：

利用数值模拟方法对PDC钻头不同喷嘴倾角条件下的流场特点以及对井底清洗效果的影响进行研究.针对单喷嘴射流的模拟计算得出,喷嘴倾角增大导致冲击域前方井底漫流的速度和厚度都增大,反向一侧的流量减小,且当喷嘴倾角大于60°时漫流速度增幅交缓;井底对应的局部最小静压力随着喷嘴倾角的增加而减小,并且在井底中心区域及倾斜喷嘴的背后相应产生低压区.针对水力结构改进后的全尺寸六刀翼钻头模拟计算发现,靠近钻头中心的横向喷嘴能够提高井底漫流速度,提高刀翼之间的清洗效果,并在井底中心附近产生低压区,有利于岩屑迅速离开井底进入环空,提高钻进效率.研究结果为新型PDC钻头水力结构设计提供了一条途径.

关键词： 油田设备 聚晶金刚石复合片钻头 喷嘴倾角 井底流场 清洗效果

作者: 葛鹏飞 杨永印

作者单位: 中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营,257061 中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛,266580

会议类型: 国内会议

会议名称: 2014年度“非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展”学术研讨会

会议地点: 青岛

会议语种:中文

页码: 441-447

在线出版日期: 2014-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）