可钻式涡轮定转子叶片高度优选

可钻式涡轮是新型套管下入工具旋转引鞋的动力来源。为提高可钻式涡轮水力性能,并控制工具串长度,基于NUMECA软件对不同高度的定子和转子叶片进行了高度优选。研究结果表明:随着定子高度增大,可钻式涡轮的转矩、压降、轴向力呈增大趋势,定子对流体加速效果先增大后减小; 定子高度12 mm为最佳值。随着转子高度增大,可钻式涡轮的转矩增加,且增幅随着转速增加而减小; 压降和轴向力逐渐增加,且增幅随着转速增加而增大; 转子高度为14 mm时,涡轮的水力性能最佳,流场分布更加合理。所得结果对新型套管下入工具研制具有参考价值。     

基于BP神经网络与遗传算法的涡轮安装角优化

为了进一步提高涡轮钻具水力性能,采用FINE/Design 3D平台,基于BP神经网络与遗传基因算法对某型号?178 mm涡轮钻具转子叶型安装角进行优化设计,优化目标为水力效率与扭矩。对优化过程中样本库进行分析,总结了?178 mm涡轮钻具水力性能随转子安装角改变的变化规律。经过优化设计,单级涡轮输出扭矩提升了3.06 N·m,水力效率提高了8.29%。流场分析结果表明:优化后叶片性能的提高主要源于抑制了转子叶型吸力面的二次流发展,以及增大了压力面与吸力面间的压差。研究方法可为今后涡轮叶片的优化设计提供新的思路。