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摘要

涡轮钻具作为井下动力钻具之一，因其具有转速高、耐高温等特点使之得到广

泛应用。但涡轮钻具主要应用在液体钻井中，而应用在欠平衡气体钻井中由于工作

介质的变化，会使得涡轮钻具在多级联合工作的情况下，各级涡轮出现输出特性不

稳定的现象，造成涡轮整体输出扭矩及气动效率不佳的问题，进而影响涡轮工作过

程中的钻进速度。因此为提高涡轮钻具在欠平衡气体钻井条件下的输出扭矩和气

动效率，本文采用数值模拟方法对涡轮钻具在气体、液体条件下的输出特性及内流

场状况进行分析，在此基础上进行涡轮叶片结构优化，以提高涡