水平定向钻机扩孔器最优形状的研究

为优化水平定向钻扩孔器的形状以及尺寸,建立了扩孔器形状优化的数学模型。采用轴对称数值方法,将三维模型转化为二维模型,再采用弹性体边界元边界方法,精确计算扩孔器端面的扩张应力,在此基础上求得扩孔器工作过程中所受的阻力和阻力矩,并通过遗传算法,以阻力和阻力矩最小为优化目标函数,对扩孔器的形状、尺寸进行优化。优化结果表明:优化后的较之传统设计形状在阻力和阻力矩上有大幅度降低。