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粒子冲击钻井依靠金属粒子高速冲击井底破岩,粒子冲击钻头是实现该技术快速破岩钻进的关键工具。为了使粒子冲击钻头获得良好的破岩提速效果,优化了钻头的水力结构参数(喷嘴流道、径向距离和角度等)和机械结构参数(加工方式、布齿方式、排屑槽结构和内腔结构等),对钻头的整体结构进行设计,并采用计算流体力学方法进行了验证,最后开展了现场试验。钻头喷嘴选用流线形流道结构,钻头采用胎体式加工,逆螺旋结构的刀翼,刀翼式布齿方法和扁圆柱台阶内腔结构。现场试验表明,该粒子冲击钻头工作稳定,能够提高机械钻速92%左右,具有明显的提速