двигун, призначений для буріння свердловин в різних геологічних умовах. У робочих колесах турбобура гідравлічна енергія бурового розчину, що рухається під тиском, перетворюється в механічну енергію обертового вала, пов'язаного з долотом.
Основна частина турбобура - турбіна, що складається з великого числа (більше сотні) абсолютно однакових ступенів. Кожна ступінь турбіни, у свою чергу, складається з двох частин: обертової, з'єднаної з валом турбобура, званої ротором, і нерухомою, закріпленої в корпусі турбобура, званої статором. Статор являє собою гладке сталеве кільце, на внутрішній поверхні якого є вигнуті лопатки. Ротор складається з кільця і ??лопаток, подібних лопаток статора, але звернених опуклістю в інший бік. Між статором і ротором є зазор, що забезпечує вільне обертання ротора в статорі.
Теорія малогабаритних турбін для буріння нафтових і газових свердловин створена радянським інженером П. П. Шуміловим. Основні умови побудови турбін турбобуров наступні. Для отримання необхідної потужності і прийнятного для буріння числа обертів турбіна повинна бути багатоступінчастої. Усі сходинки турбіни повинні бути абсолютно однаковими.
Турбобури секційні шпиндельні (3ТСШ - 172; 3ТСШ - 195; 3ТСШ - 195Л; 3ТСШ - 215; 3ТСШ - 240), а також турбобури шпиндельні уніфіковані (3ТСШ1-172; 3ТСШ1-195; 3ТСША - 195ТЛ ; ЗТС1Ш - 240Ш) призначені для буріння глибоких вертикальних і похило спрямованих свердловин різного призначення з використанням бурових розчинів при температурі не більше 120 градусів. Вони складаються з трьох турбінних та однієї шпиндельної секції.
Дозволяють бурити шарошечні долотами зі звичайною схемою промивки, гідромоніторними і алмазними долотами (турбобур ЗТСША - 195ТЛ); змінювати секційні турбобуров залежно від умов буріння; проводити зміну відпрацьованих шпинделів без розбирання секцій; збільшувати величину обертального моменту при зниженні числа обертів за рахунок застосування тихохідних турбін, виконаних методом точного лиття (турбобур 3ТСШ - 195ТЛ).
У кожній турбінної секції розміщено близько 100 ступенів турбіни, по чотири радіальні опори і по три ступені запобіжної осьової п'яти, яка застосовується для усунення небезпеки дотику роторів і статорів турбіни через зношування шпиндельного підшипника в процесі роботи.
Турбобури типів 3ТСШ1-172, 3ТСШ1-195, 3ТСШ1-240 випускаються з зовнішнім діаметром відповідно 172, 195 і 240мм.
У турбобурах типу ТСШ1 проведена межтіповая уніфікація, тобто різні типи турбін, корпуси, вали, опори, напівмуфти і перевідники в межах одного габаритного розміру мають однакові посадкові і приєднувальні розміри, завдяки чому представляється можливим застосовувати в них турбіни і осьові опори будь-якого типу.
Шпиндель призначений для сприйняття навантаження діючої на долото.
Створенням шпиндельного турбобура було вирішено низку завдань, пов'язаних з поліпшенням енергетичних характеристик і експлуатаційних якостей турбобура, значно зменшені витоку рідини, з-під ніпеля при збільшених перепадах тиску на долото і підвищена міцність валів. Гідравлічне навантаження, вага обертових деталей, а так само реакцію забою сприймає шпиндельная секція. Винесення осьової опори в шпиндельних турбобурах ТСШ в окрему секцію дозволяє проводити заміну її безпосередньо на буровій без розбирання турбінної секції.
2. ПРИСТРІЙ І ПРИНЦИП РОБОТИ шпинделя забійних двигунів
Шпиндельна секція турбобура 3ТСШ1-195 (малюнок 1) складається з наступних елементів. Вал з набраними і закріпленими на ньому деталями встановлюють в корпус шпинделя, кріплять переводником 1 і ніпелем 2. На підлогою валу шпинделя 20 встановлено дві радіальні гумометалеві опори 10 з втулками опор 9 (центрована в верхній опорі подкладнимі втулками 8) і 25 ступенів шарикопідшипників, кожна з яких складається з диска 15, внутрішнього і зовнішнього кілець 16, 18 і самої кулі кочення 17. Весь пакет деталей, включаючи наполегливу, дистанційну та проміжну втулки 21, 13 і 14, закріплюється на валу гайкою 6, ковпаком 5, контргайкою 4 і кріпиться в корпусі 19 допомогою переводника нижньої секції 1 і ніпеля 23 з використанням регулювальних кілець 3, 7, 22.
На верхній частині валу шпинделя встановлена ??конусно-шліцьова муфта 2, що має промивні вікна для протоки робочої рідини у внутрішню порожнину валу і потім до долоту, приєднуваному до шпинделя через переводник 24. Для полегшення розбирання шпинделя в процесі ремонту у верхній і нижній його частинах встановлені втулки 11 з кільцями ущільнювачів 12, що забезпечують герметизацію діаметральних зазорів між валом і закріпленим на ньому пакетом деталей.
Малюнок 1 Шпиндель.
- переводник нижньої секції; 2 - конусно-шліцьова муфта; 3, 4, 22...
