摘要：为了解决现有反循环潜孔钻头排岩屑效率低的问题，利用几何拓扑方法设计了一种新型钻头．该新型钻头在传统钻头基础上优化了钻头齿间距、齿的数量等，并提出了一种对数螺旋线式齿排列方式．然后，利用大型流体商用软件仿真分析了几何优化前后钻头的气流情况，并利用试验验证了仿真模型的有效性．研究发现，优化前、后钻头附近的气流速度从约16.5 m/s提升到约19.25 m/s ，并且气流速度变得更均匀，即优化后钻头的排岩屑能力更强、更平稳．设计的优化钻头可以更好地满足工程实际需求。

关键词：反循环潜孔钻头 几何方法 气固两相流 结构优化设计 

单位：湖南大学机械与运载工程学院 湖南长沙410082