Забойный двигатель

Турбобур — это забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения скважин в различных ге­ологических условиях. В рабочих колесах турбобура гидравлическая энергия бурового раствора, движущегося под давлением, превра­щается в механическую энергию вращающегося вала, связанного с долотом.

Основная часть турбобура — турбина, состоящая из большого числа (более сотни) совершенно одинаковых ступеней. Каждая ступень турбины, в свою очередь, состоит из двух частей: враща­ющейся, соединенной с валом турбобура, называемой ротором,и неподвижной, закрепленной в корпусе турбобура, называемой статором(рисунок 2). Статор 1 представляет собой гладкое стальное кольцо, на внутренней поверхности которого имеются изогнутые лопатки 3. Концы лопаток соединяются внутренним ободом 4. Ротор состоит из кольца 6 и лопаток 2, подобных лопаткам статора, но обращенных выпуклостью в другую сторону. Наружные концы ло­паток ротора соединены

					СНТО.130504.03 5БС90 ТО	Лист
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата

ободом 5. Между статором и ротором имеет­ся зазор, обеспечивающий свободное вращение ротора в статоре.

Теория малогабаритных турбин для бурения нефтяных и га­зовых скважин создана советским инженером П. П. Шумиловым. Основные условия построения турбин турбобуров следующие. Для получения необходимой мощности и приемлемого для бу­рения числа оборотов турбина должна быть многоступенчатой. Все ступени турбины должны быть совершенно одинаковыми и обеспечивать пропорционально числу ступеней увеличение мощ­ности и скорости вращения инструмента.

Для получения наименьшего износа турбинных лопаток рото­ры турбины выполняют с тем же профилем, что и статоры турби­ны, лишь с поворотом лопаток в противоположную сторону.

Перепад давления на турбине должен быть в пределах, допуска­емых насосными установками, применяемыми при бурении глубо­ких скважин, и для

избегания толчков давления в системе не должен существенно изменяться при изменении режима работы турбины.

Сила, действующая на лопатку статора

Сила, действующая на лопатку ротора

Рисунок 2-Конструкция ступени турбобура:

1 — статор; 2 — лопатки ротора; 3 — лопатки статора; 4— обод статора; 5 — обод ротора; 6 — кольцо ротора

					СНТО.130504.03 5БС90 ТО	Лист
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата

Типы забойных двигателей применяемых в ОАО «Сургутнефтегаз». При бурении забойным двигателем долото привинчено к валу, а бурильная колонна к корпусу двигателя. При работе двигателя вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент вращения корпуса двигателя, который гасится не вращающимся ротором (в ротор устанавливают специальную заглушку).

Турбобуры секционные шпиндельного типа ТСШ. Турбобуры состоят из трех турбинных и одной шпиндельной секции. Турбобуры этого типа – это усовершенствованная конструкция секционных турбобуров. Они позволяют бурить шорошечными долотами с обычной схемой промывки, гидромониторными и алмазными долотами (турбобур 3 ТСШ – 195ТЛ); изменять секционность турбобу

ров в зависимости от условий бурения; менять отработанные шпиндели без разборки секций; увеличивать вращательный момент при снижении числа оборотов за счет применения тихоходных турбин, выполненных методом точного литья (3 ТСШ1 – 195Л).

В каждой турбинной секции размещено около 100 ступеней турбины, по 4 радиальных опоры и по 3 ступени предохранительной осевой петы. Последняя применяется для устранения опасности соприкосновения роторов и статоров турбины из-за износа шпиндельного подшипника в процессе работы.

С созданием шпиндельного турбобура были решены задачи, связанные с улучшением энергетических характеристик и эксплуатационных качеств турбобура, значительно уменьшены утечки жидкости из-под ниппеля при увеличенных перепадах давления на долото, повышена прочность валов.

Установка в шпинделе осевой опоры скольжения, вместо резинометаллической опоры скольжения, позволяет турбобуру воспринимать более высокие осевые нагрузки и эффективно работать при более низких частотах оборотах.

					СНТО.130504.03 5БС90 ТО	Лист
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата

Дата добавления: 2015-04-24