粒子沖擊鉆井井底流場數值模擬研究.pdf

1、粒子沖擊鉆井技術(簡稱PID)是一種新型的鉆井技術,該技術能夠有效的提高深井硬地層鉆速。美國PDTI公司已經進行了理論研究與現(xiàn)場應用試驗,目前技術已經比較成熟,但是PID鉆頭井底流場的優(yōu)化設計等問題需要進一步研究。本文采用以數值模擬為主,并通過室內實驗驗證的方法對粒子沖擊鉆井的井底流場進行模擬研究。利用Gambit軟件建立PID鉆頭的三維幾何模型,并進行了網格劃分;在鉆頭靜止的情況下,采用標準κ—ε模型和壁面函數法,選擇速度入口和自由出

2、流出口,利用Fluent軟件對井底流場進行了模擬,并對其速度場、壓力場以及粒子軌跡進行了模擬。模擬的內容主要包括:
　　 (1)研究鉆頭靜止的情況下井底流場的速度及壓力分布規(guī)律;
　　 (2)研究噴嘴到井底的距離變化、噴嘴的噴射角度變化以及噴嘴入口處的速度變化對井底流場的影響,并分別分析井底流場隨上述因素變化的規(guī)律及產生變化的原因;
　　 (3)利用離散相模型模擬,得到粒子井底的運動軌跡,并分析粒子在速度分布及運