适用于大排量的涡轮供电式脉冲发生器设计

摘要

涡轮供电式脉冲发生器在直径超过444.5 mm的超大井眼施工过程中会出现耐冲蚀性能不足以及发电机转速过载严重等问题.为了提高该工具的耐冲蚀度和稳定性,延长工具使用寿命,采取以下措施:①对涡轮和导轮结构进行优化设计;②对脉冲发生器的机械结构和材质进行优化设计.室内试验和现场试验结果表明:相同排量下的涡轮转速与排量数值比由优化前的84～87降到优化后的62 ～ 64,转速降低明显;②发电机涡轮转速的最佳范围为3 500～5 000 r/min,当排量为70 L/s时,优化前涡轮转速为6 070 r/min,超出了电源电路板的适应转速,优化后涡轮转速为4 500 r/min左右,在最佳转速范围内;改进后流道截面积比改进前流道截面积扩大1.62倍,过流速度降低38％.优化后的涡轮供电式脉冲发生器在大排量工况下运转正常,其实际涡轮转速与实验室预测数据非常接近,使用寿命有了稳定保证.