基于CFD的反循环钻头内喷孔直径参数研究

金属矿山 ›› 2012, Vol. 41 ›› Issue (05): 130-132+155.

基于CFD的反循环钻头内喷孔直径参数研究

朱丽红¹，殷琨²，涂建华³，黄勇²，刘建林⁴，任红⁵

1.中国石油大学石油工程学院；2.吉林大学建设工程学院；3.天津大港油田滩海开发公司；4.中国煤炭科工集团西安研究院；5.胜利石油管理局钻井工艺研究院

出版日期:2012-05-22 发布日期:2012-05-29
基金资助:
* 山东省自然科学基金项目(编号：ZR2011EEQ012)，中央高校基本科研业务费专项(编号：27R1202001A)，高等学校博士学科点专项科研基金项目（编号：20110133120013)。

Research on Diameter Parameter of Reverse Circulation Drilling Bit Based on CFD

Zhu Lihong¹， Yin Kun²，Tu Jianhua³，Huang Yong²，Liu Jianlin⁴，Ren Hong⁵

1.School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum；2.College of Construction Engineering, Jilin University；3.Beach Sea Development Company of Tianjin Dagang Oilfield；4.Xi'an Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp；5.Drilling Technology Research Institute, Shengli Oilfield

Online:2012-05-22 Published:2012-05-29

摘要/Abstract

摘要： 孔底流场是反循环钻井取样的关键流场，主要由内喷孔、底喷孔和中心通道形成。为提高反循环取样能力，增强反循环效果，对交汇型和螺旋型内喷孔直径参数开展研究。借助计算流体动力学软件CFD，模拟内喷孔产生的压力场和速度场，引入内喷孔抽吸系数比较进口和出口的质量流量，探讨内喷孔直径变化对增强反循环效果的影响。研究结果表明：交汇型内喷孔产生的流场受直径参数影响较大，螺旋型内喷孔产生的流场受直径参数影响较小；相同直径条件下交汇型内喷孔压力变化范围高于螺旋型内喷孔压力变化范围；随直径增大，交汇型和螺旋型内喷孔抽吸能力均升高，但是交汇型内喷孔抽吸能力随直径变化幅度更大。

关键词: CFD, 反循环, 流场, 内喷孔, 直径

Abstract: The hole bottom flow field is the key flow field of reverse circulation sample, and it is formed with inner nozzle, end nozzle and center channel.To improve the reverse circulation pumping performance and enhance the effect of the reverse circulation, the diameter parameter of the intersection and spiral nozzle is researched.Using computational fluid dynamics（CFD) software, the pressure field and velocity field generated within the nozzle were simulated.In order to compare the import and export mass flow, the suction coefficient is introduced.The effect of nozzle diameter on the reverse circulation was discussed.The results show that intersection nozzle flow field is influenced greatly by the nozzle diameter parameter, and the spiral nozzle flow field is influenced little by the nozzle diameter parameter.Under the condition of the same diameter, the pressure change range of the intersection nozzle is higher than the spiral nozzle.With the diameter increasing, suction capacity of intersection and spiral nozzle increases, but the intersection nozzle suction capacity within the nozzle diameter change is with a large range.

Key words: CFD, Reverse circulation, Flow field, Inner nozzle, Diameter

朱丽红, 殷琨, 涂建华, 黄勇, 刘建林, 任红. 基于CFD的反循环钻头内喷孔直径参数研究[J]. 金属矿山, 2012, 41(05): 130-132+155.

ZHU Li-Hong, YIN Kun, TU Jian-Hua, HUANG Yong, LIU Jian-Lin, REN Hong. Research on Diameter Parameter of Reverse Circulation Drilling Bit Based on CFD[J]. Metal Mine, 2012, 41(05): 130-132+155.

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