大直径反循环钻头底面形状设计.pdf

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1、第40卷第3期煤田地质与勘探Vl01．40NO．32012年6月CoAI，GBD])GY&EXP10RJun．2012文章编号：1001-1986(2012)03．0082．04大直径反循环钻头底面形状设计刘建林，殷琨(1．中煤科工集团西安研究院，陕西西安710077；2．吉林大学建设工程学院，吉林长春130026)摘要：针对大直径反循环钻头底面形状对反循环形成效果的影响，分析了反循环钻头孔底循环介质流动的特点；基于反循环钻头孔底流动模拟实验器对凸面型、凹面型和凸凹组合型3种典型的钻头底面形状进行了对比测试；运用C

2、FD技术对不同底面形状反循环钻头孔底局部流场进行了数值模拟，揭示了其各自的流动特征及影响反循环形成效果的机理。实验结果表明，凹面型钻头底面形状更有利于反循环的形成。反循环钻头底面形状设计研究对改善和提高大直径反循环钻头的性能具有重要的意义。关键词：反循环钻头；底面形状；实验测试；数值模拟中图分类号：P634．4文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001．1986．2012．03．020Designofundersurfacefigureforlarge-diameterreversecirculat

3、iondrillbitLIUJianlin．YINKlan~(1．施"anResearchInstitute，ChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupCorp，船，l710077，China；2．CollegeofConstructionEngineering,JilinUniversity，Changchun130026，China)Abstract：Aimingatthereasonablestructuredesignoflarge·-diameterreversecircul

4、ationdrillbitusedingasdrill·ing，researchontherelationshipbetweenundersurfacefigureofreversecirculationdrillbitandformingefectofreversecirculationwascarriedoutinthispaper．Firstly,theflowcharacteristicsofcompressedairunderreversecirculationdrillbitwereanalyzed．T

5、hentheexperimentaltestsweredonewithexperimentalapparatusforhole-bottomflowfieldsimulationofspecialreversecirculationdrillbit，threetypesofundersurfacefigure：con—vexity，concaveandcombinationofconvexityandconcaveweredesignedforreversecirculationdrillbitandtestedw

6、ithregardtoformingefectofreversecirculation，theresultsshowthatconcaveundersurfacefigureisbeneficialtoformationofreversecirculation．Finally,withCFDtechnology,thenumericalsimulationofbottomflowfieldformedbyreversecirculationdrillbitwithdiferentundersurfacefigure

7、wasdone，whichexposestheflowcharac-teristicsofcompressedairunderthedrillbitandthemechanismofreversecirculationformingafectedbyunder-surfacefigure．Theresearchontheundersurfacefiguredesignishelpfultoimprovetheperformanceoflarge-diameterreversecirculationdrillbit．

8、Keywords：reversecirculationdrillbit；undersurfacefigure；experimentaltest；numericalsimulation常规空气锤钻井技术的成功应用为气动潜孔凿下，孔内钻具系统与孔壁之间环状通道的流动阻力岩工具的发展和使用提供了更加广阔的空间之l。贯相对较小，流体介质正循环流动趋势增强；同时，通式