自進(jìn)式多孔射流鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與流場特性分析
關(guān)鍵詞：超短半徑水平井 自進(jìn)式 多孔射流鉆頭 支撐板 流場特性
摘要：為了防止鉆頭在鉆進(jìn)過程中由于射流噴嘴頂住井底而發(fā)生卡堵問題,設(shè)計(jì)了一種帶支撐板的自進(jìn)式多孔射流鉆頭,并將圓錐收斂型噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用于前向中心噴嘴,使前向中心射流具有更長的等速核以及更高的破巖效率。對所設(shè)計(jì)射流鉆頭的內(nèi)外流場進(jìn)行了三維流動特性數(shù)值模擬分析,并研究了支撐板結(jié)構(gòu)對噴嘴流場特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:帶支撐板的自進(jìn)式多孔射流鉆頭的井底速度云圖上分布著4個(gè)圓狀高速區(qū)域,其中中心區(qū)域的流體流速最大,射流流束直徑最大,即采用了圓錐收斂型噴嘴結(jié)構(gòu)的前向中心射流具有更高效的破巖能力;當(dāng)自進(jìn)式多孔射流鉆頭具有3支撐板結(jié)構(gòu)時(shí),鉆頭的前向孔眼采用1+3布局結(jié)構(gòu)更為合適;當(dāng)射流鉆頭采用支撐板結(jié)構(gòu)時(shí),并不會影響漫流對井底排屑的清洗作用。研究結(jié)果對于自進(jìn)式多孔射流鉆頭的現(xiàn)場應(yīng)用及進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。
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