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针对横向射流清洗井底面积大、效率高的特点,本文对PDC钻头横向射流的流场特点及其清洗井底效果等机理进行了研究。应用FLUENT模拟软件对喷嘴在不同倾角下冲击形成的井底流场作了详细的研究,得到了井底漫流速度场、压力场随喷嘴倾角的变化规律。随着喷嘴倾角的增大,井底漫流的速度和厚度都随之增大,在喷嘴倾角大于60°后漫流速度增加不明显,但最大漫流速度距井底的高度却明显增大,相比喷嘴倾角为15°时,60°倾角时的最大漫流速度提高了60%。倾斜喷射时,在井底中心区域及倾斜喷嘴的背后相应产生低压区,并随着喷嘴倾角的增大,压力降低越明显,喷嘴倾角为90°时与倾角为15°时相比最低静压降低了1倍多。对比研究了刀翼夹角为60°和90°的流道时,射流的冲击覆盖特点,相同条件下射流冲击刀翼夹角为60°的流道时比90°流道冲击漫流速度大、覆盖率高,刀翼夹角为60°时与90°时相比覆盖率提高了约30%。根据计算模型,进行了井筒内水力冲沙实验,实验结果验证了FLUENT模拟的正确性。通过台架上的冲沙实验研究了喷嘴倾角对井底清岩效率的影响,并进一步了解不同倾角下井底流场的分布规律,结果表明喷嘴倾角越大,清岩效果越好,喷嘴倾角为75°时的冲沙量是倾角为0°时的二倍。