ами секцій з'явилася конструктивна схема ТСШ4, в якій навантаження від поршнів передається не через рідина, як це здійснено у схемі ТС8-8" , а за допомогою штоків. Така конструкція дозволяє отримати повне розвантаження опори кожної секції, тим самим забезпечуючи тривалість роботи опори. Збірка турбобура ТСШ4 проводиться без всяких додаткових регулювань осьових зазорів турбіни, так як осьові переміщення поршнів зі штоками мають великий запас. Великий обсяг промислових досліджень дозволив встановити, що зниження осьового навантаження до 80-100 кгс на один ряд шарикопідшипника не привело до збільшення його довговічності. Значення швидкостей зношування допоміжних опор і основної опори, встановленої в шпинделі (навантаження на кожен ряд основного підшипника в процесі роботи склала 800-1000 кгс) виявилися близькими. Надалі в промислових умовах проведені дослідження з метою визначення діапазону оптимальних навантажень, при яких швидкість зношування шарикопідшипника мінімальна. У процесі випробувань і секціях турбобура встановилося різне число рядів шарикопідшипника, що дозволило вести експеримент при різних режимах навантаження. Швидкість обертання валу турбобура становила 350-450 об/хв.
Винос осьової опори турбобура в окремий вузол шпинделя переслідував мету перетворити турбінні секції турбобура в постійні вузли, частота розбирання яких визначається тривалістю роботи турбіни і радіальних опор (вона становить зазвичай сотні годин). Введення осьової опори в кожну секцію змінює становище, оскільки в подібній конструктивною схемою, навіть враховуючи невеликі навантаження, що діють на кожну опору, спостерігатиметься прискорений, в порівнянні з турбіною, вихід з ладу секції і будуть потрібні більш часті її ревізії. Виходячи з цього, розроблена конструкція, в якій опори секцій винесені в проміжні шпинделі. У турбобура з проміжним шпинделем (рис. 1.2.1) трьох нижні секції зі шпинделем нічим не відрізняються від звичайних шпиндельних машин типу 3ТСШ. Додаткові секції (дві або три) спираються на спеціальний проміжний шпиндель. Останній приєднується до верхньої (третьої) секції. Таким чином, виконується як би секціонування двох окремих шпиндельних секційних турбобуров. Опора проміжного шпинделя сприймає гідравлічне навантаження на долото від двох або трьох?? ерхнЯЯ секцій. Проміжний шпиндель з його опорами може бути замінений під час експлуатації машини безпосередньо на буровій без ревізії секцій.
Рис. 1.2.1 Багатосекційний турбобур з проміжним шпинделем.
Однією з перспективних конструкцій багатосекційних турбобуров є турбобури з так званими «плаваючими» роторами або статорами. У цих конструкціях фрикційне кріплення однієї з деталей турбіни (ротора або статора) виключено. Турбобури з «плаваючими» роторами (рис. 1.2.2) являють собою конструкцію, в якій ротори передають обертання на вал через шпонкові з'єднання. У осьовому напрямку сидять на валу вільно. Кожен ротор за допомогою індивідуального резіноподшіпніка спирається на відповідний статор. Цей резіноподшіпнік сприймає обмежену гідравлічне навантаження ротора, тому питомі навантаження в підшипнику знаходяться в межах 0,2-0,3 кгс/см3. При такому незначному навантаженні резинометаллический підшипник кожному ступені працює навіть в умовах сильно забрудненої рідини по кілька сотень годин. У нижній частині турбобура встановлюється шпиндель, що сприймає гідравлічну і вагову навантаження від валів секцій і навантаження на забій свердловини.
Другий конструкцією, виконаної за цією схемою, є турбобур з «плаваючими» статорами, в яких статори вільно вставляються в корпус. Реактивний момент від статорів сприймається шпонковим з'єднанням. Конструкція турбобура з плаваючими статорами дає ще одну перевагу, що полягає в тому, що середній діаметр турбіни завдяки відсутності опорних торців у статора значно збільшений, що істотно покращує характеристики турбіни.
Установка в кожному ступені турбіни опорних елементів дозволяє значно зменшити осьові зазори. Якщо в звичайних системах величина осьового зазору становить 14 20 мм, то в конструкціях турбобуров з «плаваючими» робочими органами величина зазору скорочується до 5 8 мм. Це дозволяє помітно збільшити число ступенів турбіни в секції. Секції з «плаваючими» елементами можуть застосовуватися і як додаткові до звичайних трисекційним турбобурах.
Основною перевагою конструкцій з «плаваючими» робочими органами є те, що вони не вимагають регулювання осьових зазорів турбіни і тому дозволяють збирати турбобур з великим числом ступенів.
Рис. 1.2.2 Турбобур з плаваючими роторами.
1.3 Турбинное буріння. Турбобури
Турбіна турбобура являє собою гідравлічний двигун, що перетворює енергію потоку бурового розчину в механічну роботу на валу. Ос...
