摘要：为了深入分析PDC钻头的流场,从而优化PDC钻头的水力结构设计,利用计算流体力学技术,对六刀翼多夹层PDC钻头实体的三维流场进行了数值模拟。模拟直观地显示了钻头水眼设计存在的水力能量分配不均问题和流场的流动情况。流场的三维模拟结果揭示了CFD技术对钻头水眼位置和安装角度设计的影响。

摘要：　本文采用预处理技术借助数值分析方法研究了某真实几何形状的PDC钻头旋转射流的井下流场,得到了流场的内部结构及特征并分析了其影响因素。分析表明,钻头的设计应当充分结合其水力学特性进行,对此本文给出了所计算钻头的优化设计建议。

摘要：工程流体力学作为一门本科专业基础课程,它基础性强,应用性很广,概念多且抽象不易理解,偏微分方程多,要使学生能够很好理解、掌握其中的知识对教学手段有较高的要求.随着数学的发展,计算机的不断进步,目前各种商业CFD(computational fluid dynamics)通用性软件包性能日趋完善,应用范围不断扩大,已为工业界广泛接受和应用.针对本科《工程流体力学》课程缺少计算流体力学(CFD)数值模拟部分的内容,本文提出了将CFD理念引入本科工程流体力学课堂的意义、目的和实施方法,以便能促进学生对《工程流体力学》课程内容的理解掌握和应用能力的加强,培养学生对现代工业的设计和研究工作的适应力和创造力.

摘要：深水大尺寸井眼提高泵排量钻进时,易导致钻井液循环压耗增加、泵功率利用率低和井底压力增加等问题,提出一种通过在井筒变径处钻杆上安装分流短节,实现钻井液双循环的方法,基于钻井水力参数优化理论和数值模拟方法,研究分流短节对井筒变径处环空钻井液返速、钻井水力参数和钻杆结构安全性的影响。结果表明安装分流短节后井筒变径段环空钻井液的返速有明显提升;当分流喷嘴直径为14 mm时携岩效果最好;增大泵排量后,与未安装分流短节的常规钻井方法相比,分流短节不仅能有效提升井筒变径段环空钻井液返速,还可以降低钻井泵大排量引起的循环压耗;合理的结构设计可确保钻杆钻进的安全性;所得结论可为深水大尺寸井眼高效、安全钻进提供参考。

摘要：从热力学第一定律出发，在绝对坐标系和相对坐标系下，分别分析了旋转钻头喷嘴内流体的运动规律，得出相对坐标系下喷嘴出口射流速度的计算公式。分析公式表明，喷嘴随钻头旋转时，旋转角速度、喷嘴在钻头上的位置及喷嘴内流体压差都对喷嘴射流速度有直接影响。设计钻头时要得到较高的喷嘴射流速度，应考虑增大喷嘴进出口相对钻头轴心线的距离以及提高喷嘴内部压力差。推导的公式与流体性质无关，故既适合于牛顿流体，也适合于钻井液等非牛顿流体。

摘要：在自行开发设计的PDC井下射流实验平台上, 通过丝线法和高速摄影手段进行了PDC钻头井下流场结构的可视化实验。发现井下多股射流的流场为不稳定场, 在靠近钻头肩部的流道附近存在强烈的漩涡; 对流场的可视化研究表明破坏钻头的主要因素可能是随漩涡而冲击钻头壁面的岩屑和气相的溃灭冲蚀以及水力设计不合理而造成流道堵塞; 破坏出现的主要位置应是钻头头部多喷嘴之间的区域、喷嘴本身及其周围区域和筋板及流道的逆压力梯度区。因此, 有必要在多喷嘴射流的钻头上加设一中心喷嘴打破井下的涡结构, 以减轻对钻头中心部位的破坏。

摘要：研究石油钻井井下射流的水力清岩能力对钻井业有重要意义。本文借助于预处理方法和多块网格对接技术由计算机数值模拟了形状复杂的钻井PDC钻头井底下的多股淹没射流流场,为体现井底有岩屑时射流场对其的清洗作用,文中借助河流泥沙运动理论,分析了岩屑在井下的受力与运动以考虑固相的作用,因岩屑主要为推移运动,在井底除环空外的大部分地方可简化视为二维运动,提出了钻头井底水力清岩能力的体现参数-水力挟岩力,并通过数值模拟显示了井下流场,描述了转速、射流流量、喷嘴面积、射流雷诺数及井下过流空间等流场控制参数对井底水力清岩能力的不同影响,指出相关水力参数在射流时的优化方向,为复杂的井底流场控制和钻头的合理设计做探索基础。

摘要：借助计算流体商业软件NUMECA和预处理方法 ,对某厂 2 15 9mmPDC钻头采用结构化网格模型 ,由计算机模拟了钻头井下旋转射流流场 (A、B、C、D、E、F等 6个区域 ) ,并分析了流场的形成过程和主要特征。分析研究表明 ,现有PDC钻头井下流场出现了滞流和回流 ,这是钻井过程中产生“泥包钻头”的重要原因。另外 ,通过显示不同设计情况下对钻头流场总能量损失的影响 。

摘要：地下洞库储存油品自由卸油落差大,进洞库的落差管段中液流流动状态特殊,若设计不当可能引发落差管水锤振动、负压气蚀、气液混合等一系列负面问题。基于对大落差管的水力工况分析,应用能量方程进行洞库大落差管实例水力计算和分析论证,结果表明:落差管在空管投油的不稳定过程中,惯性水头起阻力作用,消耗了落差管中的剩余能量;在稳定生产过程中,适当减小管径、在落差管下端增设水平管、增加局部能量消耗部件,是增加能耗行之有效的处置技术。

摘要：将三维、旋转、非对称多个喷嘴射流等多种因素全面考虑 ,对旋转钻头井底流场进行了数值模拟 ,并详细分析了井底和钻头间各面上的数据 ,指出井底流场的拓扑结构与单喷嘴旋转射流产生的结构很相近 ;喷嘴倾斜射流能更好地加强井底流体的携带能力 ,有利于清除滞流或回流 ;按本文布置的非对称分布的 4个喷嘴射流相对于对称喷嘴射流 ,能明显改善井底流动 ,对钻头设计有直接指导意义。