摘要：为了量化研究矩形喷嘴PDC 钻头的水力性能, 以5 刀翼、布置6 个矩形喷嘴的PDC 钻头为基础模型, 建立了流域模型, 将岩屑建模为从切削齿表面射入流场的固相颗粒, 采用计算颗粒追踪法对固相颗粒进行了追踪, 同时使用岩屑运移速度比Ct 作为钻头性能评价的参数.分析结果表明, 井底岩屑运移是三维不规则运动, 沿程存在碰撞与反弹, 在岩屑从井底向环空出口运动的过程中, 速度逐渐减小; 相同条件下, 矩形喷嘴钻头的Ct 大于圆形喷嘴钻头的Ct 值, 且随长宽比的增大而增大, 与圆形喷嘴钻头相比, 矩形喷嘴钻头的水力性能更好; 对于同一钻头, 1. 0mm 岩屑的Ct 值最大, 当粒径小于1. 0 mm 时, Ct 随岩屑尺寸的增大而增大, 当粒径大于1. 0 mm时, Ct 随岩屑尺寸的增大而减小.

关键词：矩形喷嘴 pdc钻头 水力性能 颗粒追踪 岩屑运移速度比 

单位：中石化胜利油田石油工程技术研究院