一種井下攝像儀的后置渦輪設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種井下攝像儀的后置渦輪設(shè)計(jì)方法及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 井下攝像儀是一種應(yīng)用可見光攝像機(jī)查看油、氣、水井的測(cè)試儀器，通過(guò)該儀器可 以直接觀測(cè)被測(cè)井的套管破損、套管錯(cuò)斷、井下落物、射孔質(zhì)量、注水見效方向等情況。而可 見光攝像儀在油、氣、水井中應(yīng)用的最大問(wèn)題就是油污、雜質(zhì)的沾污問(wèn)題。
[0003] 根據(jù)現(xiàn)有可見光攝像儀存在的不足之處，發(fā)明人發(fā)明了后置渦輪防沾污的測(cè)試儀 器，方法是在可見光電視外加裝集流筒，集流筒與可見光電視之間形成環(huán)空通路，在可見光 電視后部加裝一個(gè)渦輪，在電機(jī)的帶動(dòng)下用渦輪吸入流體后沿環(huán)空通路噴向儀器前端，。其 中渦輪是整個(gè)儀器原理的核心部件，需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有的渦輪均不具備防沾污的功 能，無(wú)法滿足實(shí)際的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種井下攝像儀的后置渦輪設(shè)計(jì)方法及系 統(tǒng)，設(shè)計(jì)出的渦輪使其能夠滿足后置渦輪井下攝像儀防沾污原理和功能的需求。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種井下攝像儀的后置渦輪設(shè)計(jì)方法，包括：
[0006] 確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns、圓周速度u、渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片最大厚度以及渦輪翼型；
[0007] 根據(jù)所述比轉(zhuǎn)數(shù)ns確定輪轂比i以及葉片數(shù)Z ;
[0008] 根據(jù)所述輪轂比d確定輪轂外徑d h;
[0009] 利用所述輪轂外徑dh確定渦輪的直徑；其中，渦輪的直徑包括：截面I的直徑Di、 截面II的直徑Dn、截面III的直徑Dm、截面IV的直徑、截面V的直徑Dv ;
[0010] 利用所述渦輪的直徑確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度;
[0011] 對(duì)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度^"/進(jìn)行校正；
[0012] 根據(jù)所述圓周速度u確定渦輪截面的絕對(duì)速度的圓周分量vu2;
[0013] 根據(jù)所述圓周分量vu2、圓周速度u、和校正后的渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度確定 渦輪截面的安放角
[0014] 根據(jù)渦輪的直徑和葉片數(shù)Z確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉柵間距t ;
[0015] 根據(jù)所述葉片數(shù)Z選定渦輪截面的葉柵稠密度；
[0016] 根據(jù)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉柵間距t以及渦輪截面的葉柵稠密度確定渦輪各截面 對(duì)應(yīng)的葉片弦長(zhǎng)1;
[0017] 根據(jù)校正后的渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度、圓周速度u、渦輪截面的絕對(duì)速度的圓 周分量v u2、渦輪截面的初始安放角以及選定的氣蝕系數(shù)A確定柵中翼型的升力系數(shù) Cy，并對(duì)升力系數(shù)C y進(jìn)行修正；
[0018] 根據(jù)所述渦輪翼型以及渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片弦長(zhǎng)確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的厚度 h ；
[0019] 利用渦輪翼型的厚度h、葉片弦長(zhǎng)1和修正后的升力系數(shù)(；獲得沖角A a ;
[0020] 根據(jù)沖角A a和渦輪截面的初始安放角獲得渦輪截面的最終安放角0;
[0021] 根據(jù)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片最大厚度、渦輪翼型的厚度h、葉片弦長(zhǎng)1、沖角A a、 最終安放角0獲得渦輪各截面表面處的立體坐標(biāo)，利用渦輪各截面表面處的立體坐標(biāo)繪 制渦輪的三維圖形。
[0022] 優(yōu)選地，所述確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns的步驟包括：
[0023] 根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給出渦輪噴射清水的揚(yáng)程H，當(dāng)達(dá)到防污效果時(shí)所需的流體流 量Q，根據(jù)電氣設(shè)計(jì)給出電機(jī)在工況下輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n，根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許渦輪的最 大外徑D;
[0024] 利用揚(yáng)程H、流體流量Q、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns。
[0025] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述輪轂比d確定輪轂外徑d步驟具體包括：
[0026]利用所述輪轂比d和最大外徑D獲得輪轂外徑dh。
[0027] 優(yōu)選地，所述圓周速度U的確定方法包括：
[0028] 利用禍輪的最大外徑D和電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n確定圓周速度u。
[0029] 優(yōu)選地，所述對(duì)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度Vni'進(jìn)行校正的步驟包括：
[0030] 確定渦輪各截面的葉片排擠系數(shù)也；
[0031] 利用葉片排擠系數(shù)也對(duì)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度？"/進(jìn)行校正。
[0032] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種井下攝像儀的后置渦輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括：
[0033] 初始化單元，用于確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns、圓周速度u、渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片最大厚度以 及渦輪翼型；
[0034] 輪轂比和葉片數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述比轉(zhuǎn)數(shù)ns確定輪轂比i以及葉片數(shù)Z;
[0035] 輪轂外徑確定單元，用于根據(jù)所述輪轂比d確定輪轂外徑dh;
[0036] 渦輪直徑確定單元，用于利用所述輪轂外徑4確定渦輪直徑；其中，所述渦輪直徑 包括：截面I的直徑Di、截面II的直徑Dn、截面III的直徑Dm、截面IV的直徑、截面V 的直徑Dv;
[0037] 軸面速度確定單元，用于利用所述渦輪的直徑確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度 v/，并對(duì)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度vn'進(jìn)行校正；
[0038] 圓周分量確定單元，用于根據(jù)所述圓周速度u確定禍輪截面的絕對(duì)速度的圓周分 量 vu2;
[0039] 初始安放角確定單元，用于根據(jù)所述圓周分量vu2、圓周速度u、和校正后的禍輪各 截面對(duì)應(yīng)的軸面速度確定渦輪截面的初始安放角0;
[0040] 葉柵間距確定單元，用于根據(jù)渦輪的直徑和葉片數(shù)Z確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉柵 間距t;
[0041] 葉柵稠密度確定單元，用于根據(jù)所述葉片數(shù)Z選定渦輪截面的葉柵稠密度；
[0042] 葉片弦長(zhǎng)確定單元，用于根據(jù)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉柵間距t以及渦輪截面的葉柵 稠密度確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片弦長(zhǎng)1 ;
[0043]升力系數(shù)確定單元，用于根據(jù)校正后的渦輪各截面對(duì)應(yīng)的軸面速度、圓周速度u、 渦輪截面的絕對(duì)速度的圓周分量v u2、渦輪截面的安放角以及選定的氣蝕系數(shù)A確定 柵中翼型的升力系數(shù)cy，并對(duì)升力系數(shù)cy進(jìn)行修正；
[0044] 渦輪截面厚度確定單元，用于渦輪根據(jù)所述渦輪翼型以及渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片 弦長(zhǎng)確定渦輪各截面對(duì)應(yīng)的厚度h;
[0045] 沖角確定單元，用于利用渦輪翼型的厚度h、葉片弦長(zhǎng)1和修正后的升力系數(shù)(；獲 得沖角Aa;
[0046] 最終安放角確定單元，用于根據(jù)沖角Aa和渦輪截面的初始安放角0 "獲得渦輪 截面的最終安放角0 ;
[0047] 繪圖單元，用于根據(jù)渦輪各截面對(duì)應(yīng)的葉片最大厚度、渦輪翼型的厚度h、葉片弦 長(zhǎng)1、沖角Aa、最終安放角P獲得渦輪各截面表面處的立體坐標(biāo)，利用渦輪各截面表面處 的立體坐標(biāo)繪制渦輪的三維圖形。
[0048] 優(yōu)選地，所述初始化單元包括：
[0049] 參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給出渦輪噴射清水的揚(yáng)程H，當(dāng)達(dá)到防污效 果時(shí)所需的流體流量Q，根據(jù)電氣設(shè)計(jì)給出電機(jī)在工況下輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n，根據(jù)儀器結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)允許渦輪的最大外徑D;
[0050] 比轉(zhuǎn)數(shù)確定模塊，用于利用揚(yáng)程H、流體流量Q、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns。
[0051] 優(yōu)選地，所述輪轂外徑確定單元進(jìn)一步用于利用所述輪轂比i和最大外徑D獲得 輪轂外徑dh。
[0052] 優(yōu)選地，所述初始化單元還包括：圓周速度獲得模塊；
[0053] 圓周速度獲得模塊，用于利用渦輪的最大外徑D和電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n確定圓周速度u。
[0054] 優(yōu)選地，所述軸面速度確定單元包括：
[0055] 葉片排擠系數(shù)確定模塊，用于確