切向注入式旋转射流喷嘴携岩能力研究

杜玉昆 王瑞和 艾飞 倪红坚

DU Yu-Kun WANG Rui-He AI Fei NI Hong-Jian

鉴于优化井底水力特性能有效地提高钻头破岩钻进速度的认识，提出了将旋转射流引入到钻头的技术设想，并设计了切向注入式旋转射流喷嘴。基于较少假设，采用标准k—ε模型，对切向注入式旋转射流喷嘴流场进行了数值模拟研究，并以射流冲砂携岩试验进行了验证。研究结果表明，切向注入式旋转射流喷嘴的携岩能力优于直射流喷嘴；切向注入式旋转射流喷嘴存在最佳携岩喷距和切向注入孔个数，该实验中最佳喷距为5～8L／d，最佳切入孔个数为3个。研究结果为钻头的设计和使用提供了依据。