Для протока промывочной жидкости в турбину с обеих сторон подшипника предусмотрены специальные фонари. По всей длине вала расположены ступени турбин и резинометаллические средние опоры. Соединение валов турбинной и шпиндельной секций осуществляется с помощью полумуфт с квадратным сечением. Благодаря описанной конструкции в турбобурах типа А6Ш достигается независимая регулировка секций в зависимости от присоединительных размеров расположенной ниже секции.
Базовые детали турбобуров типов А7Ш и А9Ш (корпусы, валы, переводники и средние опоры турбинных секций) в соответствующих габаритах унифицированы с турбобурами типов ЗТСШ1-195, ЗТСШ1-195ТЛ и ЗТСШ1-240.
Важной особенностью турбобуров типов А7Ш и А9Ш является: наличие в верхней части шпиндельной секции торцевого уплотнения (сальника), позволяющего вести бурение с использованием гидромониторных долот при перепаде давления в них до 6 МПа; применение в турбинных секциях промежуточных радиальных шаровых опор вала в виде однорядного шарикоподшипника серии 350700 и в шпиндельной секции осевой опоры в виде многорядного упорно-радиального шарикоподшипника серии 128700, обеспечивающих улучшение запуска турбобура в скважине, бурение при высоких осевых нагрузках и температуре бурового раствора выше 120 °С.
Основные параметры и энергетические характеристики турбобуров типа АШ
Основные параметры и энергетические характеристики турбобуров типа АШ при различных расходах воды приведены в табл. 3.2.
Турбобуры секционные шпиндельные со ступенями гидродинамического торможения типа АГТШ
Техническая характеристика турбобуров типа АГТШ
Турбобуры секционные шпиндельные со ступенями гидродинамического торможения типа АГТШ (А6ГТШ, А7ГТШ и А9ГТШ) предназначены для бурения глубоких вертикальных и наклонно направленных скважин различного назначения с применением буровых растворов плотностью до 2200 кг/м3 при температуре выше 120 °С.
Турбобуры типа АГТШ (рис. 3.11) выпускаются с наружным диаметром от 164 до 240 мм и состоят из четырех секций: трех идентичных турбинных секций (верхней, средней и нижней) и одной шпиндельной секции.
Рис. 3.11. Турбобур секционный шпиндельный типа АГТШ (А9ГТШ, А7ГТШ1) со ступенями гидродинамического торможения:
1 — переводник к бурильным трубам; 2 — секция турбинная верхняя; 3 — секция турбинная средняя; 4 — секция турбинная нижняя; 5 — секция шпиндельная
Эти турбобуры снабжены решетками гидродинамического торможения, что обеспечивает их работу с более низкой частотой вращения, чем у турбобуров типа АШ, благодаря чему достигается большой эффект при проводке нижних интервалов скважин в сочетании как с шарошечными, так и с безопорными долотами в соответствии с конкретными горно-геологическими условиями месторождения.
Турбобуры типа АГТШ по конструкции турбинных секций в основном аналогичны турбобурам типа ТСШ1, кроме турбобура типа А6ГТШ, который имеет независимую подвеску валов, аналогичную турбобуру типа А6Ш.
Основные параметры и энергетические характеристики
Основные параметры и энергетические характеристики турбобуров типа АГТШ при различных расходах воды приведены в табл. 3.2.
Модификации серийных турбобуров типа А7Ш
Техническая характеристика турбобуров типа А7Ш
В 90-е годы создано несколько новых модификаций серийных турбобуров типа А7Ш, в частности типов А7ПЗ-БК, А7П5 и А7П5-Т2, которые комплектуются турбинами различных типов.
Турбобуры диаметром 172, 195 и 240 мм, которыми осуществляется бурение верхних интервалов скважин до глубины 2000 м в Западной Сибири с частотами вращения 350 — 400 об/мин, оснащаются ступенями турбин с повышенным вращающим моментом. Они обеспечивают в двухсекционном исполнении энергетическую характеристику, аналогичную трехсекционному турбобуру соответствующего диаметра. Подтверждение этому приведено в табл. 3.7 для турбобуров с наружным диаметром 195 мм.
Таблица 3.7 Сравнительные энергетические характеристики турбин турбобуров диаметром 195 мм
Тип турбины | Число турбинных секций | Число ступеней турбины | Расход жидкости, л/с | Параметр | ||
Момент силы на валу, кгс∙м | Частота вращения, об/мин | Перепад давления, МПа | ||||
26/16,5-195 | 3 | 330 | 40 | 250-280 | 520-570 | 7,2 |
А7Ш | 2 | 220 | 32 | 170-190 | 450-510 | 8,0-8,6 |
А7ПЗ-БК | 1, 2, 3 | 110 | 32 | 140-160 | 390-430 | 3,6-4,2 |
А7П5-195 | 1, 2 | 110 | 32 | 110-130 | 450-490 | 3,4-3,8 |
А7П5-Т2 | 2 | 220 | 32 | 160-180 | 425-470 | 4,6 |
А7П5-195 + 26/16,5-195 | 1 + 1 | 110+110 | 32 | 160-190 | 430-470 | 5,0-5,4 |
Примечания: Рабочая жидкость — вода. Указанные параметры получены пересчетом данных по стендовым испытаниям 5-ти ступеней турбины.Турбины предназначены для оснащения турбобуров типа ЗТСШ1-195 и турбинных отклонителей.
Турбобур секционный типа ТПР-105
Техническая характеристика турбобура типа ТПР-105
Турбобур секционный типа ТПР-105 предназначен для бурения вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважин, а также для разбуривания цементных мостов, стаканов и различных пробок долотами диаметром от 117 до 140 мм.
Турбобур состоит из одной шпиндельной и двух турбинных секций. В турбинной секции установлена многоступенчатая стальная турбина, выполненная методом литья по выплавляемым моделям. Конструкция турбобура выполнена по схеме с «плавающим ротором на профильном валу», что упрощает их сборку и регулировку секций, обеспечивает их заменяемость и позволяет полностью отрабатывать осевую (шариковую) опору шпинделя.
Основные параметры турбобура типа ТПР-105 следующие:
Турбобур выполнен с присоединительными резьбами: к долоту (внизу) — 3 — 76; к трубам (вверху) — МК-94.
Рабочий режим турбобура обеспечивается параметрами: расход бурового раствора — 10 л/с; частота вращения вала — 800 об/мин; вращающий момент — 250 Н∙м; перепад давления — 4,5 МПа.
Секционный шпиндельный турбобур с плавающими статорами типа ТПС-172
Техническая характеристика турбобура типа ТПС-172
Секционный шпиндельный турбобур с плавающими статорами типа ТПС-172 (рис. 3.12) предназначен для бурения глубоких вертикальных и наклонно направленных скважин различного назначения с промывкой буровым раствором при температуре до 90 °С.
Рис. 3.12. Турбобур типа ТПС с плавающими статорами:
1, 6 — переводник; 2 — секция турбинная верхняя; 3 — вал турбобура; 4 — нижняя турбинная секция; 5 — шпиндель
Турбобур ТПС-172 с наружным диаметром корпуса 172 мм, состоит из трех турбинных и одной шпиндельной секций и в зависимости от технологических требований строительства скважин может применяться при бурении с шарошечными и безопорными долотами различных типоразмеров и серий в соответствии с рекомендациями по их применению в конкретных горно-геологических условиях месторождений.
Турбобур типа ТПС-172 выполнен по новой конструктивной схеме, отличающейся от обычной схемы тем, что система деталей в корпусе турбинной секции не закреплена путем сжатия осевым усилием и имеет возможность осевого перемещения на 100—150 мм вдоль корпуса вместе с валом секции и деталями, закрепленными на нем. Для этого в корпусах турбинных секций по всей длине внутренней поверхности выполнен шпоночный паз глубиной 2,5 мм.
Статор турбины
Статор турбины (рис. 3.13) изготовлен из полимерного материала и имеет вид незамкнутого кольца, во внутреннем ободе которого размещена кольцевая пружина.
Статор турбины (рис. 3.13) изготовлен из полимерного материала и имеет вид незамкнутого кольца, во внутреннем ободе которого размещена кольцевая пружина.
Рис. 3.13. Статор турбины разъемный: 1 — проточная часть статора; 2, 3 — пружина; 4 — шпонк.
От проворота под действием реактивного вращающего момента в корпусе секции статора турбины удерживаются подпружиненными шпонками, взаимодействующими с пазом в корпусе (рис. 3.14), а также за счет сил трения, возникающих от действия упругой силы кольцевой пружины.
Рис. 3.14. Схема положения статора в корпусе секции: 1 — корпус; 2 — статор