摘要: 为提高定向喷嘴PDC钻头清洗井底的效果，最大限度地减少钻头泥包的形成。利用计算流体力学理论和数值模拟方法，建立了定向喷嘴PDC钻头的物理模型，并确定了定向喷嘴PDC钻头的物理模型参数，对定向喷嘴和定向喷嘴PDC钻头的井底流场特性进行了分析。结果表明：在定向喷嘴的结构参数中，双流道的直径组合与侧向流道的倾角是影响流量分配的主要因素，侧孔倾角为45°时，既能满足流量分配的要求，又便于加工；定向喷嘴侧向射流将回流限制在新冲击区的上方，减小了井底漩涡区域，与漫流层的叠加补偿了其能量损失，刀翼切削面处的低速区也变小，对井底清岩起到较好的作用，有利于抑制泥包的形成。定向喷嘴与常规水力结构设计相结合可以在预防和清除PDC钻头泥包方面发挥自身的优势，达到提高机械钻速的目的。