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自上世纪八十年代PDC钻头问世以来,因为对比当时广泛应用的牙轮钻头有平均机械钻速高、进尺多、寿命长等特点,已经逐渐成为了石油天然气行业广泛推广与应用的一种高效的破岩工具,随着不断的进步发展,新一代的PDC钻头的生产技术不断的提高,使用了逐年增加。PDC钻头作为钻井破岩的主要工具,他的破岩效率直接影响了钻井的效率、质量和成本。而其中,钻头的水力性能主要决定了钻头的切削齿面冷却效果和井底的携岩清洗能力,通过对PDC钻头的井底流场情况的分析,才能更好的优化钻头的水利结构,充分利用水力能量来加强钻头在井底的破岩效率以及泥浆对井底的清洗作用,从而获得更加高效的生产能力。目前各个PDC钻头厂家都开始对PDC钻头的水利结构设计进行模拟分析,试图将钻头的水力设计达到最优化,但大多数厂家的分析手段都较为繁琐,且软件社会难度大、操作过程复杂、分析效率低等。为了提高对钻头水力设计模拟分析的效率,以及降低对水力软件使用的门槛,本文在对PDC钻头水力设计技术与效率进行调研,在现有的PDC钻头井底流场模拟技术的基础上,针对PDC钻头井底工况的数值模拟,以及模拟技术的继承与开发进行了以下的研究:(1)确立水力设计对PDC钻头切削齿的冷却效果评判标准。给予现有的PDC钻头切削齿热磨损原理以及温度分布的研究,将切削齿的发热和传热模型再进一步的优化,在井底流场数值模拟分析的过程中,加入对切削齿散热的因素,将PDC钻头水力设计切削齿的冷却效果评判标准定义为切削齿齿面的温度冷却效果。(2)基于Web建立一套适合公司实际情况的PDC钻头井底流场模拟平台。对公司现有的水力设计技术手段进行集成,针对在各个环境下,不同的条件里建立一套能够更便捷、简单的模拟的技术手段,以此来减轻生产设计中的工作压力,改善公司的人力成本压力。(3)PDC钻头水力结构模拟平台的应用。基于PDC钻头水力结构模拟平台研究PDC钻头水力设计对钻头冷却、携岩的效果,针对取心PDC钻头进行水力结构的分析与应用,现场结果表明通过改进设计的取心钻头的取心效果和工作效率都有良好表现。通过实际验证表明,本文所开发的PDC钻头井底流场模拟平台简化了传统数值模拟分析软件的繁琐操作设置过程,提高了分析效率,节约了人力成本。PDC钻头井底流场模拟平台不仅适用于常规PDC钻头,还适用于个性化设计的PDC钻头,具有较强的通用性和使用价值。