石油钻井用钻头的喷嘴尺寸组合计算方法

摘要

本发明公开了一种石油钻井用钻头的喷嘴尺寸组合计算方法，根据约束条件求得d_i和n_i的最优解，0≤i≤m，然后与所述最优解最接近的喷嘴尺寸，所述的约束条件包括|：1)a₁≤d_i≤a₂，0≤i≤m；2)0≤d_i+1-d_i≤b_i，1≤i≤m；3)4)ΔS＝S_d-S_opt>0，其中，其中，m和n表示总共n个喷嘴中有m中尺寸，d_i为第i种尺寸喷嘴的直径且按照随i增大直径依次减小排序，n_i为第i种尺寸喷嘴的数量，a₁和a₂为限定喷嘴尺寸的经验数值，b_i为限定喷嘴件尺寸差异的经验数值，ρ_d为钻井液密度，p_bd为钻头拟设计的最大压力降。通过本发明能够准确、快速地得到最佳喷嘴尺寸组合的方法。

主权项

一种石油钻井用钻头的喷嘴尺寸组合计算方法，其特征在于，根据约束条件求得ΔS最小情况下d_i和n_i的最优解，1≤i≤m，然后与所述最优解最接近的喷嘴尺寸，所述的约束条件包括|：1)a₁≤d_i≤a₂，1≤i≤m；2)0≤d_i+1‑d_i≤b_i，1≤i≤m‑1；3)${\Sigma }_{i=1}^m{n}_i=n;$4)ΔS＝S_d‑S_opt>0，其中，$S_d=\frac{{\mathrm{\pi \Sigma }}_{i=1}^m{n}_i{d}_i^2}{4},S_{opt}={\left(\frac{554.4\times {\rho }_d\times Q^2}{p_{bd}}\right)}^{0.5};$其中，m和n表示总共n个喷嘴中有m种尺寸，d_i为第i种尺寸喷嘴的直径且按照随i增大直径依次增大排序，n_i为第i种尺寸喷嘴的数量，a₁和a₂为限定喷嘴尺寸的经验数值，b_i为限定喷嘴件尺寸差异的经验数值，ρ_d为钻井液密度，p_bd为钻头拟设计的最大压力降，Q为钻井液排量，各参数单位为d_i‑mm、a₁‑mm、a₂‑mm、b_i‑mm、ρ_d‑g/cm³、b_i‑mm、p_bd‑MPa，Q‑L/s。