摘要：为了分析涡轮转子的外圈轮缘对涡轮钻具性能的影响,基于水力驱动涡轮引鞋工具的设计,设计了有、无外圈轮缘两种不同结构的涡轮转子,从理论上初步分析了其水力性能的不同,并利用数值模拟的方法,验证了理论分析的正确性。经对比分析发现,在最高效率点处有外圈轮缘涡轮转子的转化扭矩、压降和转化效率均大于无外圈轮缘涡轮转子,并且转化扭矩增大20.1%,压降升高8.7%,转化效率提高10.4%。相关研究对实际工程具有一定的指导意义。

摘要：齿轮齿条啮合系统是齿轮齿条钻机的关键设备,其齿轮齿条的强度关系到整个钻机平台的作业安全。为了校核齿轮齿条强度,根据钻机实际工况,建立大模数重载齿轮齿条啮合模型,采用有限元软件分析齿轮齿条的啮合受力情况,并进行数值模拟,研究其接触应力和应变情况。根据齿轮强度校核理论对齿轮齿条进行理论计算。有限元仿真与理论分析结果表明:有限元分析模型的简化、加载的位置和大小、接触方式、约束方式以及运算简化处理等会产生一定的误差。在误差允许范围内,有限元分析结果更接近实际工况,可作为大模数重载齿轮齿条啮合的强度计算依据。研究结果对钻机齿轮齿条机构设计具有一定的指导意义。

摘要：从满足相同设计工况和降低涡轮叶片铸造难度角度,选取更适于铸造的叶型,确定影响叶片叶型的4个几何参数,即前缘楔角Φ_1、后缘楔角Φ_2、前缘半径r_1和后缘半径r_2。推导优化目标与4个叶片几何参数之间的隐式函数关系,建立基于MATLAB的涡轮叶片叶型优化数学模型,确定了易于铸造的涡轮叶片叶型的优化设计。对优化叶片进行水力性能和结构强度数值模拟分析,结果验证了该优化方法的可行性。