石油钻探技术
石油鑽探技術
석유찬탐기술
PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES
2013年
6期
110-114
,共5页
喷嘴%旋转射流%旋流强度%流量系数%数值模拟%几何模型%破岩效率
噴嘴%鏇轉射流%鏇流彊度%流量繫數%數值模擬%幾何模型%破巖效率
분취%선전사류%선류강도%류량계수%수치모의%궤하모형%파암효솔
nozzle%swirling jet%swirling intensity%flow coefficient%numerical simulation%geometric model%rock breaking
为提高PDC钻头钻进水平段时的并底射流辅助破岩能力,开展了叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究.利用k-ε双方程标准湍流模型,对叶轮式旋转射流流场进行了数值模拟,并采用旋流强度和流量系数评价了射流破岩能力.数值模拟结果表明,叶片扭曲角为115°～140°、直柱段无因次长度为0.6～0.8、收缩角为60°～70°时,流量系数和旋流强度可取得最佳值,射流破岩能力最强.根据不同喷距下的旋转射流破岩试验结果,分析了叶轮式旋转射流喷嘴的破岩特性,结果表明,同压降下叶轮式旋转射流破岩直径是普通直射流的近3倍,且喷距在7～11倍喷嘴出口直径时破岩直径最大.研究结果表明,叶轮式旋转射流喷嘴的破岩能力优于普通直射流喷嘴,且通过优化叶轮式旋转射流喷嘴几何参数可提高其破岩能力,加强井底清岩和辅助破岩效果,提高PDC钻头的破岩效率.
為提高PDC鑽頭鑽進水平段時的併底射流輔助破巖能力,開展瞭葉輪式鏇轉射流噴嘴的射流特性研究.利用k-ε雙方程標準湍流模型,對葉輪式鏇轉射流流場進行瞭數值模擬,併採用鏇流彊度和流量繫數評價瞭射流破巖能力.數值模擬結果錶明,葉片扭麯角為115°～140°、直柱段無因次長度為0.6～0.8、收縮角為60°～70°時,流量繫數和鏇流彊度可取得最佳值,射流破巖能力最彊.根據不同噴距下的鏇轉射流破巖試驗結果,分析瞭葉輪式鏇轉射流噴嘴的破巖特性,結果錶明,同壓降下葉輪式鏇轉射流破巖直徑是普通直射流的近3倍,且噴距在7～11倍噴嘴齣口直徑時破巖直徑最大.研究結果錶明,葉輪式鏇轉射流噴嘴的破巖能力優于普通直射流噴嘴,且通過優化葉輪式鏇轉射流噴嘴幾何參數可提高其破巖能力,加彊井底清巖和輔助破巖效果,提高PDC鑽頭的破巖效率.
위제고PDC찬두찬진수평단시적병저사류보조파암능력,개전료협륜식선전사류분취적사류특성연구.이용k-ε쌍방정표준단류모형,대협륜식선전사류류장진행료수치모의,병채용선류강도화류량계수평개료사류파암능력.수치모의결과표명,협편뉴곡각위115°～140°、직주단무인차장도위0.6～0.8、수축각위60°～70°시,류량계수화선류강도가취득최가치,사류파암능력최강.근거불동분거하적선전사류파암시험결과,분석료협륜식선전사류분취적파암특성,결과표명,동압강하협륜식선전사류파암직경시보통직사류적근3배,차분거재7～11배분취출구직경시파암직경최대.연구결과표명,협륜식선전사류분취적파암능력우우보통직사류분취,차통과우화협륜식선전사류분취궤하삼수가제고기파암능력,가강정저청암화보조파암효과,제고PDC찬두적파암효솔.
