反循环钻头引射孔倾角的仿真分析

介绍了引射装置的工作原理及其在反循环取心钻头体上的应用。运用FLUENT流体工程仿真软件对30°、45°、60°3种不同倾角引射孔内部形成的负压进行模拟,得到对应压力分布云图与数值,并根据所得结论制造出带有3种角度的引射装置。实验室试验数据与仿真结果比较,二者基本吻合。这说明运用仿真技术对引射结构进行优化设计是可靠的,并且过程简单,与经验法和试验法相比,其成本低,周期短,结论更准确。      

气动潜孔锤反循环钻头结构改进与优化设计

运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究手段,对影响气动贯通式潜孔锤反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底喷孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,得到一系列适合不同规格钻头的相关参数值及其回归方程。运用Visual Basic语言,将研究结论与专家的经验总结汇合,编写了钻头参数优选系统软件。研究结论应用于生产试验中取得令人满意的结论,岩矿心采取率达到98%以上,反循环形成顺利,岩矿心完整度好。参数优选系统的建立为该项硬岩钻进技术的完善提供了参考性依据。     

引射孔倾角与孔径对钻头体反循环形成影响的仿真分析与实验研究

介绍了引射装置的工作原理及其在反循环取心钻头体上的应用，运用FLUENT流体工程仿真软件分别对不同倾角与不同直径引射孔内部形成的负压进行模拟，得到对应压力分布云图与数值，并根据所得结论制造出带有不同角度和不同孔径的引射装置，在实验室进行试验研究，所得数据与仿真结果比较，二者基本吻合，说明运用仿真技术对引射结构进行优化设计是可靠的，并且过程简单，与过去常用的经验法与试验法相比，成本低，周期短，结论更准确。     

潜孔锤反循环钻头体的改进与内部流场的仿真分析

介绍了潜孔锤反循环钻头改进设计的思想，运用CFD技术对钻头体内部流场进行了数值模拟与仿真分析。结果表明：卷吸作用与钻头体底部的喷射孔形成的反循环气流共同作用，加强了反循环形成效果；且钻头体内部上返风速〉15．24m／s，使岩芯得以顺利地排至地表。设计加工了带有不同倾角引射孔的钻头体模型，经实验室验证表明，当引射孔倾角为30°时形成的压力最大。将加工出的钻头用于栾川钼矿生产，钻遇采空区时或穿过采空区后，反循环都正常形成，应用该技术共完成勘探孔66个，累计进尺〉2500m，钻进时效4．08m。     

反循环钻头内部流场流量分配关系的建立

通过简化空气反循环钻头体内部流场特性,运用空气动力学与流体力学知识对钻头体内流量分配关系首次进行计算,得到了相应的流量分配方程式。可以看到,所列方程组具有唯一的解析解,该研究将有效确定钻头结构相关参数,且为确定空气反循环钻头在钻井过程中钻头体内各点处流场特性提供帮助。     

反循环钻头参数优选系统的建立

气动贯通式潜孔锤钻进技术以其独特的技术优势在岩土与钻探界广泛应用.然而在复杂地层钻进中,由于钻头结构不够合理,反循环往往形成困难或难以形成,使该技术的应用受到限制.针对该问题,作者运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究手段,对影响反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底喷孔各参数以及其它相关参数进行优化设计,得到一系列适合不同规格钻头的相关参数值及其回归方程.将研究结论与专家的经验总结汇合编写了钻头参数优选系统.研究结论应用于生产试验中,岩矿芯采取率达到98%以上,反循环形成顺利,岩矿芯完整度好.     

反循环钻头实验器研制

介绍了一种新研制的反循环钻头实验器,旨在深入研究新型反循环钻头形成的反循环机理,以及钻头结构对取心和携粉能力的影响。叙述了这一实验器的主要结构和实验研究成果。