当前钻井工具的脉冲调制方法称为制约钻井工程钻速的瓶颈。根据口哨原理首次提出的滚珠旋转结构是实现水力脉冲、大力提高钻速的一种新型结构。本研究针对滚珠旋转结构,采用数值模拟的方法对其内部流场进行了研究,并描述了滚珠在腔内的运动规律,大涡模拟的方法为湍流数值模拟研究提供了一种新的思路。此外,采用室内模型实验的方法进一步研究滚珠旋转结构的脉冲效果,结果表明,滚珠旋转结构能够产生明显的脉冲现象;从最大功率谱密度值分布、大小以及模型射流冲蚀体积几项指标来看,具有滚珠旋转结构的喷嘴模型较之普通喷嘴模型脉冲效果有成倍提高,从而说明,比起普通喷嘴来,滚珠旋转结构喷嘴具备更高的破岩效果,能成倍提高钻井速度。
英文主题词seperated by;):well drilling; new jet flow; hydraulic pulse; large eddy simulation