自動(dòng)防斜鉆井液壓系統(tǒng)研究及其旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向套CFD仿真分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的發(fā)展，從研究自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)機(jī)理出發(fā)，使用數(shù)值仿真研究自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)，利用數(shù)值仿真結(jié)果來(lái)指導(dǎo)自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)己經(jīng)成為重要的研究方向。采用數(shù)值模擬手段，一方面可以節(jié)省試驗(yàn)的資源，縮短新產(chǎn)品的研制時(shí)間：另一方面它可以顯示從試驗(yàn)中難以得出的流動(dòng)特征的細(xì)節(jié)。本文應(yīng)用CFD軟件Flucnt研究自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的內(nèi)部流動(dòng)，主要做了以下幾方面工作： 1．概述了自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)

2、導(dǎo)向系統(tǒng)研究的國(guó)內(nèi)外研究成果，綜合敘述了研究流場(chǎng)的基本方法。 2．介紹了自動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，闡述了糾斜液壓系統(tǒng)工具控制工作原理和控制方式，分析了導(dǎo)向套的力學(xué)性能。 3．考慮到旋轉(zhuǎn)鉆具導(dǎo)向套曲面的復(fù)雜性，本文利用造型軟件Pro/E對(duì)旋轉(zhuǎn)鉆具導(dǎo)向套內(nèi)過(guò)流部件進(jìn)行造型，敘述了旋轉(zhuǎn)鉆具導(dǎo)向套的實(shí)體造型過(guò)程，然后將整體造型結(jié)果導(dǎo)入到Gambit中對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行處理劃分網(wǎng)格，并簡(jiǎn)要介紹了網(wǎng)格生成技術(shù)，應(yīng)用Fluent分別計(jì)算了

3、多種工況下的流動(dòng)，得到了多種三維湍流場(chǎng)的分析結(jié)果，包括靜壓分布圖、總壓分布圖以及速度矢量分布圖等，為下一步優(yōu)化旋轉(zhuǎn)鉆具導(dǎo)向套設(shè)計(jì)提供了相關(guān)數(shù)據(jù)和改進(jìn)的方向。 4．介紹了湍流與計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀及在工程中的應(yīng)用，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行了闡述，應(yīng)用CFD軟件Fluent對(duì)進(jìn)口三維不可壓湍流流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，確定其求解區(qū)域并引入邊界條件，采用更符合實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用的RNG k-ε湍流模型，利用有限體積法對(duì)控制方程進(jìn)行離散，采用交錯(cuò)網(wǎng)格存