气体钻井发电机涡轮设计与性能试验

作     者：王磊 窦修荣 滕鑫淼 刘珂 范锦辉 WANG Lei;DOU Xiurong;TENG Xinmiao;LIU Ke;FAN Jinhui

作者机构：中国石油集团工程技术研究院有限公司 油气钻完井技术国家工程研究中心 

基　　金：中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“气体钻水平井/侧钻水平井技术研究”(编号:2021DJ4205) 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2023年第46卷第6期

页      码：94-99页

摘      要：近年,电磁波和微波随钻测量传输技术被应用于气体钻井井眼轨迹的测量与控制,但由于电池供电功率较低,无法满足大于3000 m井深的随钻测控需求,井下发电机技术可有效提高传输功率,只是气体密度低且可压缩,涡轮和导轮构成的常规组件无法驱动井下发电机正常运转。文章在研究了二维流场中涡轮叶片的速度矢量三角形基础上,结合气体钻井工况分析了涡轮的输出转速、扭矩关系,提出借助行星轮机构提高涡轮输出抗扭特性的设计思路,设计出适用于气体钻井的井下发电机驱动涡轮,使发电机在负载改变时依然可维持稳定输出,并运用计算流体动力学软件(CFD)对涡轮进行全三维流场仿真模拟,通过测试装置验证了发电机的输出效果。结果表明:发电机稳态输出功率可达500 W,满足气体钻井随钻测量传输电磁波和微波传输的大功率需求。

主 题 词：气体钻井 井下发电机 涡轮 行星轮机构 抗扭特性 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/J.ISSN.1006-768X.2023.06.15

馆 藏 号：203125874...