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我国很多地区在石油开采过程中经常会遇到井斜问题,严重限制石油开发工程的发展。通过自动垂直钻井系统中的液压纠斜系统可以解决这一难题。然而由于导向活套与钻杆通过轴承,难以产生纠斜力。通过利用井下返程泥浆在上行过程产生使活套转动的反向运动的扭矩,保证纠斜系统的正常运行。这就要求我们对导向活套的井下流场进行深入分析研究,对比影响反向扭矩值大小的因素,从而得到最优导向套模型。本文通过建模软件SolidWorks对导向套进行建模,建立具有导流叶片的导向套和旋转钻柱组合的多场耦合动力学理论模型,然后将模型导入ICEM分析,最终利用CFD软件FLUENT进行仿真分析对比。通过仿真结果进行分析对比,揭示导流叶片数、叶片截面形状等关键参数与相对转速差的关系曲线,探寻合理的转矩控制规律。最终得到了不同的压力云图及扭矩值,通过分析压力及扭矩值发现现有导向套模型存在不足需要进行优化设计。在对导向套与井下模型模拟分析及理论推导的基础上,对现有的导向套结构进行优化设计,并对比改进前后泥浆对导向套产生的泥浆。结果表明,改进是有效的,改进后的导向套能产生更大的扭矩。