Метод разработки бурение, страница 24

Шпиндель представляет собой вал, укреп­ленный в корпусе на двух радиальных подшип­никах. Для восприятия осевых нагрузок имеется резинометаллическая пята, которая состоит из набора стальных дисков и резинометаллических подшипников. Корпус шпинделя присоединяется к нижней турбинной секции через переводник, а вал — через муфту так же, как секции соеди­няются между собой.

Секционные турбобуры унифицированы и могут использоваться со шпинделем как одно-или многосекционные.

Турбобуры типа А имеют изменяющуюся ха­рактеристику при постоянном расходе жидкости. Перепад давления на турбине уменьшается в за­висимости от нагрузки на долото и изменяюще­гося при этом тормозного момента. Вместо ре­зинометаллических опор и подшипников исполь­зуются шарикоподшипники.

     Пята турбобура расположена в нижней части и представляет собой десятирядный шарикоподшипник, который работает в среде бурового раствора, поэтому для защиты от абразивных частиц устанавливаются сальники. Турбобуры типа А выпускают диамет­рами 240, 195 и 164 мм, они имеют шифры: А9К5Са, А7Н4С и А6КЗС. Число ступеней достигает 240. В нижней секции размеща­ются ПО ступеней, остальные — в верхней. Для создания оптималь­ных условий работы долота и обеспечения повышенного крутя­щего момента при увеличении нагрузки на долото турбобуры типа А7Н используются с редукционным клапаном, устанавливаемым над турбобуром.

Турбодолото представляет собой забойный двигатель для бу­рения скважин с отбором образцов породы (кернов). Это односек-ционный турбобур с полым валом, внутри которого размещена колонковая труба — грунтоноска для приема выбуренного керна (рис. VI.2). Грунтоноска в верхней части снабжена головкой 1 с конусной посадочной поверхностью, которой она садится в опору, закрепленную в корпусе, благодаря чему грунтоноска остается неподвижной при вращении вала. Клапан 2 служит для перепуска жидкости из колонковой трубы 3 по мере входа в нее керна и предохраняет от утечки раствора через колонковую трубу, чтобы не разрушать керн.

При наполнении трубы керном его отрывают с помощью кер-норвателя 4, находящегося в нижней части трубы. Кернорватель имеет клиновидные зубья, укрепленные на шарнирах. При входе керна в трубу зубья прижимаются к нему заостренными концами. При подъеме грунтоноски зубья принимают горизонтальное поло­жение, врезаясь в керн и отрывая его от забоя, перекрывают от­верстие в колонковой трубе, не допуская выпадения керна.

С турбодолотами используют алмазные или четырехшарошеч-ные долота, разбуривающие забой по кольцу с образованием в се­редине керна. Такие долота называются бурильными голов­ками.

Турбобур для забуривания наклонных скважин размещается в скважине под определенным углом к вертикали. Чтобы угол был возможно большим, турбобур должен иметь небольшую длину. Поэтому пользуются укороченными турбобурами с числом ступе­ней 30—60. Конструктивно они аналогичны турбобурам типа 12МЗК, но без средней опоры, так как при небольшой длине в ней нет необходимости. Лопатки турбины имеют больший угол и дру­гую форму для развития значительной мощности.

Такой турбобур соединяется с бурильной колонной с помощью кривого переводника, у которого оси верхней и нижней резьб вы­полнены под углом. Благодаря небольшой длине турбобур хорошо вписывается в искривленный ствол скважины. Мощность коротких турбобуров невелика, ввиду чего эффективность их низкая при бу­рении скважин, где необходим набор кривизны на большой длине. Для этого используют секционные турбобуры большей мощности.

Основные данные турбобуров приведены в табл. VI. 1.

Характеристика турбобура

Рабочая характеристика турбины турбобура определяется час­тотой вращения вала п (в об/мин), вращающим моментом на валу турбобура М (в Нм), мощностью N (в кВт), развиваемой турбо­буром, перепадом давления Ар (в Па) и гидравлическим коэффи­циентом полезного действия г\ в зависимости от количества буро­вого раствора Q (в м3/с), прокачиваемого через турбину. В про­цессе бурения вследствие изменения момента сопротивления на долоте и количества прокачиваемого раствора все параметры так­же меняются. Вращающий момент на валу турбины возникает в результате взаимодействия потока жидкости с лопатками ротора и статора.