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题名新型取芯PDC钻头水力结构参数优化研究
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作者
张玉强
刘志和
陈忠帅
蒋子璇
马梦男
张金亚
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机构
中石化江汉油田分公司工程技术管理部
中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
中国石油和石油化工设备工业协会
中国石油大学(北京)
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出处
《石油机械》
北大核心
2025年第4期32-39,共8页
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基金
中石化胜利石油工程有限公司项目“长胶筒取芯岩心稳定性影响因素分析及工具优化”。
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文摘
取芯PDC钻头在钻进页岩地层过程中容易出现吃入地层困难、岩屑清洁效果不佳,导致机械钻速下降、取芯时效性变差。为此,提出一种新型4刀翼取芯PDC钻头,基于有限元方法对其进行了研究。研究结果表明:相较于常规6刀翼钻头,新型4刀翼钻头具有更高的破岩钻进速度,更强的携屑性能;增大喷嘴角度可以有效降低钻头表面岩屑质量浓度,喷嘴角度为9°时携屑效果最佳;随喷嘴直径的增加,钻头表面平均岩屑质量浓度呈先增大后减小趋势,ø12 mm时携屑效果最佳;采用最优水力结构参数的取芯钻头在现场应用效果良好,平均取芯收获率提高了约10%,单井的最大平均机械钻速提高约80%。研究结果可为取芯PDC钻头的结构参数优化及现场应用提供参考。
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关键词
取芯PDC钻头
水力参数
数值模拟
CFD-DPM
岩屑质量浓度
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Keywords
PDC coring bit
hydraulic parameter
numerical simulation
CFD-DPM
cuttings concentration
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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