Метод разработки бурение, страница 26

Каждая ступень представляет собой два диска с лопатками: один диск — ротор— укреплен на валу турбобура, второй —ста­тор. Лопатки статора и ротора расположены под углом друг к другу, вследствие чего поток жидкости, поступающей под углом из каналов статора на лопатки ротора, меняет свое направление и воздействует на них. Создаются силы, стремящиеся повернуть на­ходящийся на валу ротор в одну сторону, а закрепленный в кор­пусе диск статора —в другую сторону. Далее поток жидкости из каналов ротора вновь поступает на лопатки статора ниже распо­ложенной ступени, где опять изменяется направление потока. На роторе второй ступени также возникают силы, создающие актив­ный крутящий момент, и т. д.

Буровой раствор, попадая в турбобур, проходит через все его ступени и подводится к долоту. Активный крутящий момент, со­здаваемый каждым ротором, суммируется на валу, а реактивный момент на лопатках дисков статора суммируется на корпусе тур­бобура. Оба момента —активный и реактивный —равны по вели­чине и противоположны по направлению. Реактивный момент пе­редается колонне, а активный долоту. Турбобуры имеют диаметр от 104 до 240 мм с числом ступеней от 25 до 350.

Конструкции турбобуров весьма разнообразные: односекцион-ные, многосекциоппые, высокомоментные, редукторные, шпиндель­ные и укороченные.

Односещионные турбобуры Т12МЗ выпускают диаметрами 240, 212, 195 и 172 мм с числом ступеней 100—120, собранных в одном корпусе. Рсзинометаллическая пята располагается у них в верх­ней части. При бурении наклонных скважин для ориентированного искривления используют более короткие односекционные турбо­буры с числом ступеней 30—60.

     Многосекционные турбобуры типа ТС состоят из двух и более последовательно соединенных между собой секций, каждая из которых соби­рается в отдельном корпусе вместе с валом и имеет 100 и более ступеней. Валы секций соеди­нены конусно-шлицевыми муфтами. У секцион­ного турбобура одна общая опора располага­ется .в нижней секции. Конструктивно нижняя секция отличается от односекционпого турбо­бура тем, что корпус в верхней части снабжен переводником с конической резьбой, а на верх­ней части вала имеется соединительная полу­муфта. Положение роторов относительно статоров регулируется с помощью кольца, установленного между турбиной и осевой пятой.

Шпиндельный турбобур используется с целью уменьшения потерь бурового раствора через нижний подшипник-ниппель при бурении с гид­ромониторными долотами, для которых необхо­димо большое давление раствора при выходе его из турбобура. К нижней части турбобура при­соединяется на резьбе отдельная секция — шпин­дель, имеющая осевую пяту и радиальные под­шипники для снижения потери раствора через зазоры между валом и подшипником корпуса. Шпиндельные турбобуры выпускают диамет­рами 240, 195, 185, 172 и 164 мм.

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.