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涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构制造技术

技术编号:13667350 阅读:32 留言:0更新日期:2016-09-07 00:23
本实用新型专利技术公开了一种涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构,是在涡轮的转子和定子的叶片上设有由沟槽和凸起构成的非光滑表面;叶片上的沟槽或凸起非光滑度为10%‑50%。沟槽沟槽或凸起宽度为叶片宽度的5%,沟槽深度或凸起的高度为叶片沟槽宽度的25%‑50%。本实用新型专利技术在涡轮的定、转子叶片表面采用非光滑设计,从而提高了涡轮定、转子叶片的抗钻井液冲击的能力。涡轮定、转子叶片表面非光滑可以有效提高涡轮钻具整体的寿命,也可有效减少涡轮叶片表面杂质包裹,从而防止在杂质包裹的情况下失效。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种石油勘探、地质岩心钻探用井下动力钻具,特别是指由流体推动工作的涡轮钻具。
技术介绍
涡轮钻具是工业上应用最早的一种井下动力钻具,其作用是将钻井液的液体压力能量转变为机械能量,驱动钻头破碎岩石。近年来,涡轮钻具的应用范围进一步扩大,尤其在深井、超深井钻井方面,涡轮钻具有广阔的应用前景。目前,常用的涡轮钻具其表面均为光滑表面。在井下复杂条件下,涡轮转子与定子在钻井液泥浆中极易冲蚀破坏,从而大大降低涡轮钻具的使用寿命。
技术实现思路
为了解决现有涡轮转子与定子叶片在复杂工况条件下寿命短的问题,本技术提供一种涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构,可以有效提高涡轮钻具的使用寿命。自然界贝类表面多数呈条纹状,其抗海水冲蚀能力较强且泥沙很难附着其表面。本技术是在普通涡轮定转子叶片的基础上,叶片表面采用类似贝壳表面的条纹状。涡轮的转子压紧螺母与涡轮轴的螺纹联接将涡轮的转子扣紧在涡轮轴上,确保在工作过程中涡轮的转子与涡轮轴不发生相对转动;通过上部短节 与外壳间的螺纹联接将涡轮的定子压紧在壳体内,并使得在工作过程中涡轮的定子与外壳不发生相对转动。所述转子和定子叶片的吸力面与压力面采用贝塞尔曲线造型;入口曲线与出口曲线将吸力面与压力面光滑连接。本技术是在涡轮的转子和定子的叶片上设有由沟槽和凸起构成的非光滑表面。所述叶片上的沟槽非光滑度为10%-50%。沟槽宽度为叶片宽度的5%,沟槽深度为叶片沟槽宽度的25%-50%。所述叶片上的凸起非光滑度为10%-50%。凸起宽度为叶片宽度的5%,凸起高度为叶片凸起宽度的25%-50%。所述的沟槽与凸起均为矩形、三角形或圆弧,并不限于此几种图形,包括多边形与不规则图形。所述的非光滑度是指沟槽或凸起最宽处总的截面积与总的叶片水力接触面积之比。本技术的有益效果:1、涡轮的定、转子叶片表面采用非光滑条纹状设计,从而提高涡轮定、转子叶片的抗钻井液冲击的能力。2、涡轮定、转子叶片表面非光滑可以有效提高涡轮钻具整体的寿命,也可有效减少涡轮叶片表面杂质包裹,从而防止在杂质包裹的情况下失效。附图说明图1为本技术的单级涡轮结构示意图。图2为本技术的涡轮定子结构示意图。图3为本技术的涡轮转子结构示意图。图4为本技术的涡轮转子和定子的工作面。图5为本技术的矩形沟槽或凸起截面图。图6为本技术的三角形沟槽或凸起截面图图7为本技术的圆弧沟槽或凸起截面图。图中:1-涡轮轴;2-转子;3-定子;4-压力面;5-吸力面;6-入口曲线;7-出口曲线。具体实施方式如图1、图2和图3所示,涡轮的转子压紧螺母与涡轮轴1的螺纹联接将涡轮的转子2扣紧在涡轮轴1上,确保在工作过程中涡轮的转子2与涡轮轴1不发生相对转动;通过上部短节与外壳间的螺纹联接将涡轮的定子3压紧在壳体内,并使得在工作过程中涡轮的定子3与外壳不发生相对转动。如图4所示,转子2和定子3叶片的吸力面5与压力面4采用贝塞尔曲线造型;入口曲线6与出口曲线7将吸力面5与压力面4光滑连接。如图5、图6和图7所示,本技术是在涡轮的转子2和定子3的叶片上设有由沟槽和凸起构成的非光滑表面。沟槽和凸起有规律的在叶片上排列。所述叶片上的沟槽非光滑度为10%-50%。沟槽宽度为叶片宽度的5%,沟槽深度为叶片沟槽宽度的25%-50%。所述叶片上的凸起非光滑度为10%-50%。凸起宽度为叶片宽度的5%,凸起高度为叶片凸起宽度的25%-50%。所述的沟槽与凸起均为矩形、三角形或圆弧,并不限于此几种图形,包括多边形与不规则图形。所述的非光滑度是指沟槽或凸起最宽处总的截面积与总的叶片水力接触面积之比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构,其特征在于:是在涡轮的转子(2)和定子(3)的叶片上设有由沟槽和凸起构成的非光滑表面。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构,其特征在于:是在涡轮的转子(2)和定子(3)的叶片上设有由沟槽和凸起构成的非光滑表面。2.根据权利要求1所述的一种涡轮转子与定子的仿生非光滑叶片结构,其特征在于:所述叶片上的沟槽非光滑度为10%-50%;沟槽宽度为叶片宽度的5%,沟槽深度为叶片沟槽宽度的25%-5...

【专利技术属性】
技术研发人员:王骕刘宝昌陈朝然高科
申请(专利权)人:吉林大学
类型:新型
国别省市:吉林;22

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