井下泥浆涡轮水力性能数值模拟及试验验证.pdfVIP

2012年第40卷第8期 流 体 机 械 13 文章编号： 1005—0329(2o12)08—0013—04 井下泥浆涡轮水力性能数值模拟及试验验证 张师帅 ，杨 勤 ，黄书才 ，刘思学 (1．华中科技大学，湖北武汉 430074；2．黄石东贝电器博士后工作站，湖北黄石 435000) 摘 要： 为了提高井下泥浆涡轮的水力性能，采用 NACA翼型 +前弯叶片代替圆弧平板直叶片，数值模拟研究改造前 后井下泥浆涡轮的内部流场和水力性能。结果表明采用 NACA翼型+前弯叶片，能够有效地增加转叶压力面与吸力面 的压差，降低转叶出口的能量损失，提高涡轮的输出轴功率和效率，降低涡轮进出口的压降。并通过性能试验，验证改造 前后涡轮水力性能的改善效果。 关键词：泥浆涡轮 ；水力性能；数值模拟；性能试验 中图分类号：TE921．1 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．08．003 NumericalSimulation andTestResearchon theHydraulicPerformanceofDownholeM udTurbine ZHANGShi．shuai ，YANGQin，HUANGShu．cai，LIUSi．xlle (1．HuazhongUniversityofScienceTechnology，Wuhan430074，China； 2．HuangshiDonperElectricalStockCo．，Huangshi435000，China) Abstract： Toimprovethehydraulicperformanceofthedownholemudturbine。usingNACA wing + frontcurvedbladesre— placedthecircularfiatstraightblades，thenumerical simulationwasusedtoinvestigatetheinternal flowfieldandhydraulicper- formanceofthedownholemudturbinetransformation．TheresultsshowthattheuseofNACA wing+rfontcurvedbladescanef- feetivelyincreasethepressuredifferencebetweenthepressurefaceandsuctionface，reducetheenergylossattheexpo~ ofrun— nerblades，increasetheoutputshaftpowerandefficiencyoftheturbine，andreducethepressuredropoftheturbineinletand outlet．Theimprovementofhydraulicperformanceonthedownholemudturbinewasverifiedbytheperfomr ancetest． Keywords： mudturbine；hydraulicperfomr ance；numericalsimulation；performancetest 1 前言 技术早期主要针对气体透平，后经许多学者的发 展与完善，现已逐步运用于各类高负荷的涡轮机 随着地球上石油资源的不断减少 ，钻井深度 械设计之中，并取得 良好效果 』。因此，本文采 不断提高，常规的锂电池组已不能满足井下高温 用NACA翼型+前弯叶片代替常规平板叶片，通 高压的环境，因而对涡轮发电机的性能研究对提 过数值模拟研究改造前后井下泥浆涡轮的内部流 高钻井效率，节约资源意义重大…。 场和水力性能，并通过性能试验，验证改造前后涡 在井下钻具 内径限制的条件下，叶轮直径在