新型取芯PDC钻头水力结构参数优化研究

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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%。（剩余13084字）