矩形噴嘴PDC鉆頭水力性能研究新方法
【出 處】:
【作 者】:
郝金克
【摘 要】為了量化研究矩形噴嘴PDC 鉆頭的水力性能, 以5 刀翼、布置6 個矩形噴嘴的PDC 鉆頭為基礎模型, 建立了流域模型, 將巖屑建模為從切削齒表面射入流場的固相顆粒, 采用計算顆粒追蹤法對固相顆粒進行了追蹤, 同時使用巖屑運移速度比Ct 作為鉆頭性能評價的參數.分析結果表明, 井底巖屑運移是三維不規則運動, 沿程存在碰撞與反彈, 在巖屑從井底向環空出口運動的過程中, 速度逐漸減小; 相同條件下, 矩形噴嘴鉆頭的Ct 大于圓形噴嘴鉆頭的Ct 值, 且隨長寬比的增大而增大, 與圓形噴嘴鉆頭相比, 矩形噴嘴鉆頭的水力性能更好; 對于同一鉆頭, 1. 0mm 巖屑的Ct 值最大, 當粒徑小于1. 0 mm 時, Ct 隨巖屑尺寸的增大而增大, 當粒徑大于1. 0 mm時, Ct 隨巖屑尺寸的增大而減小.