涡轮钻具涡轮叶片造型设计新方法

涡轮叶片的型线对涡轮钻具性能影响很大。通过分析涡轮叶片型线对液流流动参数的影响 ,认为叶片型线上存在不连续的曲率是影响涡轮性能的主要因素 ,得出叶片压力面和吸力面型线应为单型线且具有连续三阶导数的结论。提出用五次多项式构造叶片型线 ,给出叶片型线与几何参数的关系、定量求解方法和叶片型线检验要求。 165涡轮钻具设计应用实践表明 ,采用这种新方法设计涡轮 ,可优化涡轮叶片形状 ,改进涡轮性能 ,提高设计质量和总效率     

涡轮钻具涡轮节模块化设计方法研究

针对面向现场应用的模块化设计方案特点．以模块化设计理论为基础,按总体功能将涡轮钻具涡轮节分解成一些具有特定功能的模块。介绍了模块卡片包含的内容和如何构造,最后形成模块库,实现了涡轮钻具涡轮节的设计数据多领域知识表达和产品结构模型的统一表达。建立了基于知识的模块化设计模型,给出涡轮节模块化设计的流程。     

涡轮钻具涡轮节的CAD

介绍应用计算机进行涡轮钻具涡轮节的设计与绘图方法。文内涉及的内容包括涡轮叶栅的进、出口角的设计、叶型设计、零件的结构强度设计以及整套工程图样的绘制。     

现代涡轮钻具结构性能的改进

通过对苏联发展涡轮钻具的态势研究,结合本国的科研实践,认为高效能涡轮钻井用的支承节式多节涡轮钻具是比较成熟和最有发展前景的钻具。目前的涡轮钻具转速偏高,不适宜牙轮钻头工作的要求。为此而设计的低速涡轮不能只顾追求涡轮高效率,而应考虑牙轮每转的吃入量,增加涡轮扭矩与空转转速之比值。浮动定子涡轮提供了增大叶栅直径和减少级高的可能性,是一种更具备发展前途的结构。设计匹配PDC钻头用的高速大功率涡轮时,重点应考虑高效率。然而,高速涡轮的工作周期取决于支承寿命。使其寿命延长的根本办法是使涡轮轴向间隙不受止推轴承磨损的影响。     

涡轮钻具四种涡轮叶型的台架试验

对最新研制的４种涡轮叶型进行的台架试验表明：浮动定子结构的涡轮副，具有级高小、在同一长度内可以装更多级涡轮、安装调整简便等优点，但有瞬时转速差较大、易导致定子销脱落、对载荷及钻井液密度都十分敏感等缺点；级高小的固定定子结构涡轮副若采用涡轮独立悬挂，可克服上述浮动定子结构的缺点，能获得较好的技术经济效益。     

涡轮钻井技术与新型涡轮钻具的产业化

根据油田提高深部地层钻井速度的需要,从试验研究出发,详细介绍了我国新型涡轮钻具现场试验成果。新型涡轮钻具与国外同类产品相比,在性能基本相同的情况下,具有降压小、寿命长、无橡胶元件,便于深井和复杂地质条件下作业等优点。结合现场应用,提出新型涡轮钻具有产业化开发的内容与目标,分析了产业化带来的经济效益和社会效益。     

涡轮钻具涡轮中的能量损失分析

分析φ240型涡轮钻具的试验效率曲线表明，涡轮中的能量损失主要是水力损失。水力损失包括叶型损失、冲击损失和瑞壁损失等。为了减少和预防各种能量损失，应合理选择涡轮叶栅的相对节距、定转子的径向间隙和轴向间隙：叶栅相对节距（叶栅节距与叶型弦长之比）应为0．65－075；定转子径向间隙应为1mm；轴向间隙应为14－16mm。同时还应使涡轮在最佳工况下工作，并采用先扩张后收缩的叶片通道。铸造涡轮时，应尽量使叶片表面光滑。     

涡轮钻具涡轮叶栅的CAD优化设计

分析了传统的涡轮钻具涡轮叶栅设计方法存在的问题,发展了一套适用于涡轮钻具涡轮叶栅自动化设计的实用计算软件包.它包括:涡轮叶栅进、出口角的优化设计;涡轮叶栅的解析法造型设计;涡轮叶栅设计质量的检验以及涡轮性能参数的预估等.实践验证表明,本软件包具有高效、灵活、简便、实用等优点.     

气动涡轮钻具设计特性分析

气动涡轮钻具是一种新型涡轮钻具,其设计特性表现在设计模型是以一元流理论为依据、以工质流体流动假设为条件的透平级内最简单的流动模型;计算特点表现在工质可压缩性的假定和跨音状态的确定.此外,设计中所遇到的特殊现象主要有部分进气和"重热"现象.     

SAP5前处理在新型涡轮钻具设计中的

为了改善SAP5程序的前处理功能，简化手工输入工作，减少错误，作者编制了一套前处理程序。该程序采用菜单式树状结构。逐步选择菜单上各项，便可形成所需的数据文件。利用等参数法，使它具备三维空间网格自动生成功能，在新型涡轮钻具的关键部件的有限元分析中显出良好效果。     

独联体国家涡轮钻具技术水平评析

<正> 涡轮钻井方法在目前及以后相当长时间内仍然是独联体国家油气井钻井最主要的手段。不断改进涡轮钻具结构,提高其技术性能对促进独联体国家石油工业的发展具有十分重要的意义。 根据对全俄钻井技术研究院的技术考察以及最近几年中他们在涡轮钻具结构与性能等方面所开展的科技工作,可以看到他们努力的方向有以下几个方面:     

新型涡轮钻具的组合设计

改善常规复式涡轮钻具性能取决于抓好先进的涡轮叶栅水力设计和采用独立滚动球轴承支承节环节。带同步减速器涡轮钻具可克服常规涡轮钻具和螺杆钻具的固有缺点，是提高我国深井钻井技术的关键装备。文中就减速器的形式对减速涡轮钻具进行分类讨论，最后还比较了４种井下动力钻具的优、缺点。     

设计涡轮钻具支承节的初级智能CAD系统

通过对涡轮钻具支承节的设计过程模式分析,提出一种设计涡轮钻具支承节的初级智能CAD系统模式;阐述应用该模式所建造的涡轮钻具支承节初级智能CAD系统(WZDES)的总体结构及特点;探讨该系统的知识库设计和子问题求解;提出并运用功能体素构型完成了零件结构的初步设计;研究该系统存在的接口问题解决办法。最后,还给出运行实例。     

涡轮钻具及其钻井技术的发展

井下动力钻具是现代定向井、丛式井、水平井及深井中快速优质安全经济钻进的重要技术工具。本文综合分析了80年代、特别是自1985年以来国外涡轮钻具的技术成就和最新发展,阐述了90年代涡轮钻具的重要发展方向,认为聚晶金钢石钻头(PDC 钻头)、涡轮钻具、随钻测量系统(MWD 系统)三位一体的技术组合——涡轮钻具导向钻井系统,是本世纪末方兴未艾的新兴钻井技术,将广泛应用于大斜度井和水平井钻井中。     

涡轮钻具叶片电解加工阴极工具设计

由于涡轮钻具叶片型线的设计愈加复杂,叶片的传统加工方法面临越来越多的加工难题。因此拟将电解加工技术应用于涡轮钻具叶片的制造领域,对涡轮钻具叶片电解加工阴极工具的设计进行了研究。以127 mm涡轮钻具叶片的设计为例:首先基于多项式曲线拟合的方法,在MATLAB中编程计算绘制出最初的叶片曲线;然后将得到的曲线导入AutoCAD,根据理论计算得到的叶片几何参数修补得到叶片型线的几何图纸;最后将叶片型线导入GAMBIT有限元前处理软件进行网格划分,并在ANSYS Fluent软件中进行流场仿真分析,同时在Tecplot360软件中进行后处理得到流场中流体的流向图、速度云图及压力云图。结果表明利用这种方法设计的叶片可以满足实际工作状况的要求。研究内容和结果为涡轮钻具叶片的电解加工研究奠定了良好基础。     

带浮动定子涡轮钻具涡轮摩擦副的试验研究

试验表明,带浮动定子涡轮钻具涡轮摩擦副的摩擦系数与摩擦面间的相对运动速度、摩擦面间的接触比压、工作介质含砂量、摩擦面温度、摩擦副材料和结构有关。重点讨论和分析了摩擦副材料和结构的选择,指出由丁腈胶或聚四氟乙烯与经淬火处理的60Si2Mn弹簧钢组成的摩擦副具有较好的抗摩擦磨损性能。     

气动涡轮钻具涡轮副叶栅的优化设计

气动涡轮钻具涡轮副的设计包括强度结构设计和气动力计算2个方面,而气动力计算则在于合理设计涡轮副的气流通道。轮周效率只考虑定子、转子流道中的损失、余速损失,较明显地反映了流道中气流角度与涡轮效率的关系。运用鲍威尔法对其参数进行了优化设计,为了避免"退化现象",又提出修正算法,克服了退化不利的情形,能有效地收敛于无约束条件。应用实例表明,该优化方法可在涡轮副叶栅的初始设计中合理选择多个变量值,保证和提高了涡轮副的效率。