中心分区式PDC钻头流场数值模拟

Numerical Simulation of Flow Field of Center Partition-Type PDC Bit

摘要: 为证实Φ215.9 mm中心分区式PDC钻头具有更好的冷却和携岩性能，根据钻头底部轮廓包络面建立了Φ215.9 mm中心分区式与常规PDC钻头刀翼流道流场模型，对模型大压力梯度区域运用非均匀结构网格技术进行了局部细化，模拟了两种水力结构对井底流场及各流道内流量的影响。结果表明，中心分区水力结构形成的弱连通区域，使各流场区域的流量分配更加合理，并可缓解流体对钻头冠部的冲蚀，有利于流体及时冷却切削齿，减小钻头热磨损可能性，提高携岩能力和降低原生泥包发生概率。PDC钻头采用中心分区水力结构不会增加钻头布齿及刀翼等结构设计和加工制造的难度，并能提高水力效率，推荐在适用PDC钻头地层的中深井段常规钻井和复合钻井中使用。
- PDC钻头；流场；数值模拟；数学模型

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