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摘要
为了提高在某些硬岩和研磨性地层钻进效率，减少井底岩屑堆积，基于传统PDC(聚晶金刚石复合片)钻头进行了结构调整，无中心喷嘴，设置三个轴向夹角为20°的斜喷嘴孔，改变六刀翼分布。利用数值模拟分析方法，采用SST k-ω模型，对PDC钻头射流流场特性进行研究，分别对井底、喷嘴、刀翼表面射流流速和压力梯度进行了数值分析。在此基础上，对其水利参数再次优化，并对不同参数的PDC钻头井底流场进行分析对比。结果表明，钻头喷嘴直径越小，直射点速度越大，越利于破岩，但水力能量过于集中，高速漫流无法充分覆盖井底，不利于清洗岩屑；轴向夹角度数在20°～30°时，钻头喷嘴轴向夹角度数变大，直射点速度变化不大，但钻头肩部涡旋减少，上返区域速度提高，有利于岩屑快速排出井底，刀翼表面不易产生泥包；当钻头喷嘴直径在24～28 mm,喷嘴轴向夹角度数在25°～30°时，该PDC钻头水力情况最佳。
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