凹槽螺旋钻杆结构参数数值模拟与优化

摘要：为使凹槽螺旋钻杆在煤矿井下小孔径浅孔快速钻进时达到最快的成孔速度与最好的成孔质量,采用正交试验设计方法,运用工程流体动力学（EFD）对凹槽螺旋钻杆的凹槽结构参数进行数值模拟与优化,以得到最优的排渣凹槽结构。理论分析表明：凹槽数量N、凹槽深度d、凹槽宽度L、凹槽结构形式、凹槽螺距P、凹槽底部圆角半径R这6个结构参数显著影响Φ63 mm凹槽螺旋钻杆的排渣效果。当N=3条、平底式凹槽结构、P=160 mm、L=30 mm、d=3.5 mm、R=4mm时为Φ63 mm凹槽螺旋钻杆的最优理论结构参数组合。

关键词：凹槽螺旋钻杆 正交试验设计 工程流体动力学 数值模拟 极差分析 

单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆400039 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室 重庆400039