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装有脉冲喷嘴的PDC钻头井底流场模拟
  • ISSN号:1001-4578
  • 期刊名称:石油机械
  • 时间:2014.5.10
  • 页码:34-38
  • 分类:TE921[石油与天然气工程—石油机械设备]
  • 作者机构:[1]西南石油大学机电工程学院, [2]大庆钻探工程公司钻技一公司
  • 相关基金:国家自然科学基金项目“单次冲击加卸载后岩石全程动态本构特性及应用研究”(51174173).
  • 相关项目:单次冲击加卸载后岩石全程动态本构特性及应用研究
中文摘要:

脉冲射流具有流体脉动特性,应用在钻井作业中,能起到较常规射流更为明显的辅助破碎岩石和清洗井底岩屑的作用。运用计算流体动力学技术,采用雷诺平均Navier-Stokes方程和K-ε湍流模型,对装有脉冲喷嘴的PDC钻头进行井底流场数值模拟,分析脉冲射流压力波动变化、脉冲射流辅助破碎井底岩石性能以及在PDC刀翼上流体湍流运动的力学性质和脉动情况。模拟结果表明,脉冲射流作用于PDC钻头,能够在一定程度上增强射流辅助破碎岩石、井底岩屑运移和PDC切屑齿的清洗、冷却效果。该项研究成果可为装有自激励振荡脉冲喷嘴的全尺寸PDC钻头进行井底流场的水力特性室内及现场试验提供一定的参考。

英文摘要:

Pulsed jet is characterized by fluid pulsation. When it is used in drilling, it has more obvious effect in auxiliary crushing of rock and cleaning bottomhole cuttings than conventional jet. Applying computational fluid dynamic technology and adopting the Reynolds averaged Navier Stokes equation anti K-ε turbulence model, the bot- tomhole flow field numerical simulation of PDC bit provided with pulsed nozzle was conducted. The pressure fluctua- tion of pulsed jet, the auxiliary bottomhole rock crushing performance of pulsed jet and the mechanical property and pulsation of fluid turbulence movement on PDC blade were analyzed. The simulation shows that pulsed jet aets on PDC bit and it can improve the auxiliary rock crushing effect of the jet, strengthening the effects of bottomhole cut- tings migration and the cleaning anti cooling of PDC cutter.

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期刊信息
  • 《石油机械》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国石油天然气集团公司
  • 主办单位:中国石油天然气集团公司装备制造分公司 江汉石油管理局
  • 主编:贺会群
  • 地址:湖北省荆州市沙市区豉湖路12号
  • 邮编:434000
  • 邮箱:syjxzz@vip.sina.com
  • 电话:0716-8121243 8127778
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4578
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1246/TE
  • 邮发代号:38-80
  • 获奖情况:
  • 历次全国中文核心期刊,湖北省历届优秀期刊、精品期刊,中国石油天然气集团公司优秀科技期刊,全国石油化工行业优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15470