井下渦輪鉆具渦輪葉片造型及優(yōu)化研究.pdf

1、石油開采過程中，渦輪鉆具作為動力單元在各種先進鉆采設備和工具中得到了廣泛應用和迅速發(fā)展。本文說明了渦輪鉆具的常見型式與特征，闡述了渦輪鉆具的輸出特性，并參考現(xiàn)有渦輪鉆具確定了所設計渦輪鉆具渦輪的結構模型及參數計算方法。
　　渦輪鉆具的主要部件是渦輪定、轉子，作為渦輪鉆具的基本動力單元，它們的主要作用是將流體的水力能轉化為機械能。渦輪葉片作為決定渦輪性能的核心部件，對其造型設計是非常重要的。渦輪葉片的表面為自由曲面，現(xiàn)有渦輪鉆具葉片

2、設計方法存在效率低，使用性能差的缺點。
　　為了提高渦輪葉片的設計效率及其水力性能，以?172mm渦輪鉆具為對象，在查閱文獻的基礎上，綜合分析現(xiàn)有的渦輪葉片造型方法，確定選用五次多項式作為葉片葉型的優(yōu)化設計方法，由此提出了一種滿足要求的渦輪葉片參數化模型。借助于數學工具MATLAB求解得到渦輪葉片葉型方程，然后基于UG創(chuàng)建渦輪葉片及定、轉子的三維模型，結合NX Flow對模型的水力性能進行CFD分析，得到了在額定流量條件下渦輪內流