Турбобуры односекционные бесшпиндельные типа Т12 (стр. 7 из 14)
Наружный диаметр статора в сборе больше внутреннего диаметра корпуса секции, поэтому при монтаже турбины в корпусе кольцевая пружина статора сжимается и удерживает статор в корпусе силами упругости пружины.
Роторы турбинные
В процессе работы вибрационная и гидравлическая нагрузки на статор преодолевают удерживающую силу от силы упругости кольцевой пружины.
Секционный шпиндельный турбобур с плавающими статорами типа ТПС-172
Роторы турбинные
В процессе работы вибрационная и гидравлическая нагрузки на статор преодолевают удерживающую силу от силы упругости кольцевой пружины.
Статоры смещаются вдоль корпуса сверху вниз и опираются торцами кольцевых пружин на резиновые кольцевые элементы в роторах турбины (рис. 3.15).
Рис. 3.15. Ступень турбины: 1 — кольцо; 2 — статор; 3 — ротор
Роторы турбины отлиты из стали и снабжены привулканизированными резиновыми кольцевыми элементами, которые могут взаимодействовать с кольцевыми пружинами статоров, что исключает соприкосновение лопаточных венцов ротора и статора, их осевой износ и разрушение.
Роторы изготавливаются способом точного литья и полукокильным способом, чем объясняется некоторое различие энергетических характеристик турбобура. Ротор полукокильного исполнения в отличие от ротора точного литья изготавливается со ступицей (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Роторы турбинные: а — полукокильного исполнения; б — точного литья; 1 — резиновый кольцевой элемент
Преимущества турбобура типа ТПС-172
В каждой турбинной секции установлено 142 ступени турбины и 4 обрезиненные радиальные опоры.
Секционный шпиндельный турбобур с плавающими статорами типа ТПС-172
Преимущества турбобура типа ТПС-172
В каждой турбинной секции установлено 142 ступени турбины и 4 обрезиненные радиальные опоры.
В шпиндельной секции размещена 12-ступенчатая амортизированная шаровая опора качения типа ШШО и 8-ступенчатое лабиринтное уплотнение дроссельного типа в виде чередующихся радиальных опор и дисков. Кроме того, в нижней части шпинделя установлена радиальная резинометаллическая опора.Такое конструктивное решение обеспечивает определенные эксплуатационные преимущества турбобура типа ТПС-172 перед турбобурами, выполненными по обычной конструктивной схеме, а именно:
- существенно увеличена наработка на отказ турбинных секций;
- увеличена наработка на отказ шпиндельной секции (критерий отказа - предельно допустимый люфт в шпинделе — до 12 мм);
- исключена наиболее сложная и ответственная операция сборки турбобура — регулировка турбины;
- улучшена энергетическая характеристика турбины в направлении снижения частоты вращения вала, снижения перепада давления в турбине, увеличения момента силы на валу за счет появившейся возможности увеличить средний диаметр турбины и увеличить число ступеней турбины в секциях;
- полностью исключена возможность осевого износа турбины в результате «посадки» ротора на статор при своевременной замене шпинделя турбобура;
- имеется возможность взаимозаменяемости турбинных секций при сборке турбобура на скважине — при условии изготовления валов и корпусов в пределах допусков, указанных в чертежах, а также возможность сборки любого числа секций турбобура для обеспечения необходимой энергетической
Основные параметры и энергетические характеристики
Основные параметры и энергетические характеристики турбобуров типа ТПС-172 при различных расходах воды приведены в табл. 3.2.
Турбобуры типов ТСШ1М-195, ТПС-195М, ТПС-172У и ТПС-105
Разработаны конструкции турбобуров типов ТСШ1М-195, ТПС-195М, ТПС-172У и ТПС-105 на базе описанной схемы турбобура с плавающими статорами, обладающего значительными энергетическими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с турбобурами, выполненными по обычной схеме. Их отличает повышенная надежность и безотказность в работе.
Турбобуры с независимой подвеской валов секций типа ТНБ
Техническая характеристика турбобуров типа ТНБ
К настоящему времени созданы шпиндельные турбобуры типа ТНБ с наружным диаметром 184 и 195 мм с независимой подвеской валов секций. Конструкция этих турбобуров (рис. 3.19, а) позволяет устанавливать центраторы между секциями и на корпусе турбобура, а также производить сборку в любом числе секций с быстроходными и тихоходными ступенями турбин в зависимости от горно-геологических условий разреза строящейся скважины.
Рис. 3.19, а. Турбобур типа ТНБ :
а — ТНБ для направленного бурения; 1 — секция турбинная верхняя; 2 — центратор лопастной межсекционный; 3 — секция турбинная нижняя; 4 — секция шпиндельная; 5 — центратор ниппельный; 6 — калибратор наддолотный.
Технические характеристики турбобуров типа ТНБ
Основные параметры турбобуров типа ТНБ приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8 Технические характеристики турбобуров типа ТНБ
| Показатель | ТНБ-184 | ТНБ-195 |
| Наружный диаметр, мм | 184 | 195 |
| Длина, мм | 24500 | 25800 |
| Масса, кг | 4750 | 4810 |
| Присоединительная резьба: к долоту к бурильным трубам |
|
|
| Расход жидкости плотностью 1000 кг/м3, л/с | 30 | 30 |
| Частота вращения вала, об/ мин | 500 | 400 |
| Перепад давления, МПа | 5,0 | 6,0 |
| Момент силы, Н∙м | 1900 | 2100 |
Термостойкие турбобуры типа ТТА
Техническая характеристика турбобуров типа ТТА
Для бурения глубоких и сверхглубоких скважин с температурой на забое до 240 °С, в условиях разрезов с высоким температурным градиентом (термальные источники энергии и др.) созданы термостойкие турбобуры типа ТТА. В них отсутствуют резинометаллические опоры и они могут быть оснащены специальной турбиной, способной работать при плотности бурового раствора до 2400 кг/м3. Основные параметры таких турбобуров приведены в табл. 3.8.
При использовании термостойких турбобуров рекомендуется работать ими совместно с забойным регулятором частоты вращения вала, который устанавливается под турбобуром или в колонне УБТ. Термостойкие турбобуры выполнены с диаметром корпуса 164 и 184 мм.
Технические характеристики турбобуров типа ТТА
Основные параметры турбобуров типа ТТА приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8 Технические характеристики турбобуров типа ТТA
| Показатель | ТТА-164 | ТТА-184 |
| Наружный диаметр, мм | 164 | 184 |
| Длина, мм | 24600 | 24500 |
| Масса, кг | 2580 | 4750 |
| Присоединительная резьба: к долоту к бурильным трубам |
|
|
| Расход жидкости плотностью 1000 кг/м3, л/с | 20 | 30 |
| Частота вращения вала, об/ мин | 400 | 500 |
| Перепад давления, МПа | 7,0 | 5,0 |
| Момент силы, Н∙м | 1200 | 1900 |
Примечание. Турбобур типа ТТА рассчитан на применение в условиях температур до 240º С.
Типы редукторных турбобуров
Типы редукторных турбобуров
В настоящее время разработаны редукторные турбобуры нескольних типов
Технические характеристики редукторных турбобуров
Таблица 3.10 Технические характеристики редукторных турбобуров
| Показатели | ТРВ-142 | ТР-145 | ТР-175/178 | ТРМ-195 | ТРМ1-195Ш | ТРМЗ-195 | ТР-195СТ | ТР-240 | ТРШ-195 | ТРОЗ-195М |
| Наружный диаметр корпуса, мм | 142 | 145 | 178 | 195 | 195 | 195 | 195 | 240 | 195 | 195 |
| Длина, мм | 8600 | 8000 | 12987 | 25105 | 9200 | 6000 | 13000 | 10680 | 12100 | 14300 |
| Масса, кг | 650 | 800 | 2000 | 4620 | 1370 | 800 | 2400 | 2800 | 2230 | 2600 |
| Рекомендуемый диаметр долота, мм | 158,7- 215,9 | 158,7- 165,1 | 212,7- 215,9 | 215,9- 269,9 | 215,9- 269,9 | 215,9- 269,9 | 215,9- 269,9 | 269,9- 490,0 | 212,7- 215,9 | 212,7- 215,9 |
| Передаточное число редукторов: | ||||||||||
| с одной планетарной передачей | 3,83 | 3,83 | 3,86 | 3,69 | 3,69 | — | 3,70 | 3,05 | 3,69 | 3,69 |
| с двумя планетарными передачами | — | — | 14,88 | — | — | 13,69 | — | — | — | — |
| Турбинные секции: | ||||||||||
| тип (секции или турбины) | ТРВ-142 | ТРВ-142 | ТР-178 | 3ТСШ1-195 | 17/8-195 | 15/18- 195ТЛ | 3ТСША- 195ТЛ | ЗТСШ1- 240 | 17/8-195 | 15/18- 195ТЛ |
| число ступеней турбины | 100 | 100 | 101-151 | 204 | — | — | — | — | — | — |
| Расход бурового раствора (воды), л/с | 20-24 | 18-22 | 18-30 | 26-34 | 24-30 | 24-30 | 24-32 | 34-45 | 28-32 | 28-32 |
| Момент силы на выходном валу редуктора, кН∙м: | ||||||||||
| с одной планетарной передачей | 1-1,3 | 0,7-1 | 4,1-8,3 | 1,5-2,5 | 1,1-1,7 | — | 1,8-3 | 2,8-3,5 | 6,9-9,0 | 7,1-9,2 |
| с двумя планетарными передачами | — | — | 2-3,5 | — | 2-3 | 2-0,3 | — | — | — | — |
| Частота вращения выходного вала редуктора, об/мин: | ||||||||||
| с одной планетарной передачей | 186-260 | 180-220 | 260-575 | 120-170 | 250-320 | — | 85-235 | 145-260 | 350-400 | 350-400 |
| с двумя планетарными передачами | — | — | 125-150 | — | 100-125 | 120-140 | — | — | — | — |
| Максимальная мощность, кВт | 20-30 | 13-23 | 35-68 | 22-50 | 27-52 | 30-47 | 33-78 | 43-96 | 63-94 | 65-96 |
| Перепад давления в турбобуре, МПа | 3,3-4,8 | 4,1-5,9 | 5,0-9,2 | 2,8-4,9 | 2,1-3,3 | 2,4-3,8 | 3,3-5,9 | 2,4-4,2 | 4,1-5,3 | 4,2-5,4 |
| Максимальная температура в скважине, °С | 250 | 300 | 250 | 147 | 147 | 107 | 300 | 147 | 250 | 250 |
| Присоединительная резьба по ГОСТ 28487: | ||||||||||
| к трубам | З-122 | З-121 | З-147 | З-147 | З-147 | З-147 | З-147 | З-171 | З-171 | З-171 |
| к долоту | З-102 | З -88 | З-117 | З-117 | З-117 | З-117 | З-117 | З-152 | З-102 | З-88 |
Турбобур ТРВ-142