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Word版说明书1份，共46页，约16000字
CAD版本图纸，共7张

浮动定子240涡轮钻具涡轮节的设计
                   
[摘要]：随着钻井业的发展，涡轮钻具得到越来越广泛的运用。涡轮钻具具有较高的转速，用它来钻井

、超深井能极大地提高钻井的机械钻速，缩短钻井周期，从而节省钻井费用。随着钻井深度不断加深，

小井眼钻井特别需要小尺寸的井下动力钻具。因此，设计开发小规格的新型的涡轮钻具，对于满足深井

钻井需要，加快石油勘探速度具有重要的意义。
涡轮钻具具有较高的转速，用它钻井，特别是钻深井、超深井、超深井能极大地提高钻井的机械钻速，

缩短钻井周期，从而节省钻井费用。随着钻井深度不断加深，小井眼钻井特别需要小尺寸的井下动力钻

具。因此，设计开发小规格的新型涡轮钻具，对于满足深井钻井需要，加快石油勘探速度具有重要意义

。
本设计首先介绍了井下动力钻具国内外的发展状况及特点，然后通过对各种方案的对比，选用固定定转

子，支撑节和涡轮节分开，涡轮节选用独立悬挂形式。通过理论计算和结构设计，确定涡轮节各部分的

尺寸，并对定子、转子、壳体、花键、轴等进行了结构设计和强度校核。根据设计参数要求，进行了涡

轮叶栅的水力设计，确定了涡轮定、转子叶片的进口角和叶片安装角，叶片造型设计。绘制了涡轮节装

配图和主要零件图。最后完成了主要零件的实体造型。
[关键词]：涡轮钻具；涡轮节；结构设计；叶栅设计

目录
长江大学毕业论文(设计)任务书 I
毕业设计开题报告 II
长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 III
长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 IV
长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 V
中文摘要 VI
英文摘要 VII
前言 1
1国内外发展状况及发展趋势 2
1.1 国外涡轮钻具发展概况 2
1.2 国内涡轮钻具发展概况 3
1.3 涡轮钻具和涡轮钻井技术的发展趋势 3
2方案论证 4
2.1 涡轮钻具各种方案对比 4
2.1.1 带独立支撑节与不带独立支撑节方案对比 4
2.1.2 浮动转子与固定转子的比较 5
2.1.3 独立悬挂与非独立悬挂比较 5
2.2 方案选择 6
3 涡轮钻具性能参数的确定 7
3.1 涡轮节原始参数 7
3.2 涡轮节主要零部件尺寸的初步确定 7
3.2.1 壳体尺寸的初步确定 7
3.2.2 最小轴颈的初步确定 8
3.2.3 涡轮定转子基本尺寸的初步确定 10
3.3 涡轮钻具涡轮定、转子叶栅叶形结构参数确定 12
3.3.1 涡轮叶片进出口几何角的确定 12
3.4 涡轮叶片造型计算机设计 19
3.4.1 涡轮叶片几何参数的确定 20
3.4.2 叶栅的计算机设计 21
4 止推轴承和扶正轴承的设计 23
4.1 滚动轴承的设计及强度校核 23
4.1.1 轴承类型的选择 23
4.1.2 轴承列数、结构参数、几何尺寸的选择 23
4.1.3 滚动轴承负荷及使用寿命的计算 25
4.2 扶正轴承的结构设计 29
5 涡轮节的结构设计 29
5.1 涡轮定、转子的结构设计 29
5.2 轴的结构设计 30
5.3 壳体的结构设计 30
5.4 联接轴的结构设计 30
5.5 转换接头的结构设计 31
5.6 整个涡轮钻具涡轮节总长设计 31
6 主要零部件强度计算及校核 31
6.1 转子系统装配预紧力及上紧扭矩计算 31
6.1.1 转子系统预紧力 计算 32
6.1.2 转子系统上紧扭矩Mz计算 32
6.2 壳体的强度计算 33
6.2.1 静态时 33
6.2.2 动态时 34
6.3 涡轮轴的设计及强度校核 37
6.3.1 涡轮轴的尺寸设计 37
6.3.2 涡轮钻具最小轴径处强度校核 37
6.3.3 涡轮轴径空心处强度校核 38
6.3.4 涡轮轴右螺纹空心处强度校核 39
6.4 花键的强度计算 40
结束语 41
参考文献 42
致谢 43