360 Нв, ее прочность при этом выше на 22%, ударная вязкость — выше на 25%.

В конце прошлого года были заключены несколько договоров с ведущими мировыми производителями труб на поставку холоднодеформированных заготовок для остовов статоров ВЗД. Использование холоднодеформированной трубы позволяет получить лучшее сочетание прочности и ударной вязкости за счет внутренней структуры металла. В настоящее время статоры основных габаритов ВЗД-172, 178, 127, 95 мм изготавливаются из холоднодеформированной трубы. Для работы в агрессивных средах на предприятии

используется технология изготовления роторов с поверхностным упрочнением твердым сплавом методом высокоскоростного напыления. Это увеличивает стоимость секций рабочих органов, но вместе с тем кратно повышает ресурс их работы. Аналогичное упрочнение используется для деталей радиальных и осевых резинометаллических опор. Для бурения верхних интервалов скважин в условиях высокого содержания абразива проводится упрочнение лопаток первых ступеней турбин турбобуров. Промысловые испытания показали, что стойкость напыленных турбин кратно превышает стойкость аналогичных турбин без покрытия.

Новый подход к профилированию и изготовлению турбин

Снижение гидравлических потерь на данный момент — основной метод повышения эффективности работы турбобура. Режим работы турбины с минимальными потерями называется безударным. При постоянном сечении лопатки по высоте безударный режим осуществляется только на среднем диаметре D2 лопаточного канала (рис. 3). В остальных сечениях возникают вихревые потери из-за несоответствия углов скоростей жидкости и углов наклона лопаток. Применение переменного (закрученного) профиля лопаток позволяет обеспечить безударный режим работы по всем сечениям, что приводит к значительному снижению гидравлических потерь и повышению КПД. Для отработки профилей новых турбин в настоящее время проектируются электронные модели роторов и статоров. Опытные модели изготавливаются и полимерного материала на 3D-принтере для снятия стендовой характеристики. На рис. 4 и 5 показаны сравнительные энергетические характеристики выпускаемых турбин в габаритах 178 и 195 мм в пересчете на турбинную секцию при расходе 32 л/с. За счет переменного профиля лопаток

КПД новых турбин Т5-178 и Т5-195 при максимальной эффективной мощности составил 65 и 72% соответственно. Для повышения технико-экономических показателей при использовании турбобуров все новые турбины проектируются низкоциркулятивными, т.е. с растущей к тормозу линией давления. Это дает возможность подбирать оптимальный режим бурения по дифференциальному перепаду давления.

Использование опор скольжения, армированных вставками pdc

Для работы с турбинами повышенной мощности необходимо использовать шпиндельную секцию, способную воспринимать высокие осевые нагрузки при высокой, до 3000 об/мин, частоте вращения. Наиболее подходящим для работы в подобных условиях является подшипник скольжения, рабочие поверхности которого армированы вставками PDC. Обработанный с высоким качеством поверхности синтетический алмаз имеет малый коэффициент трения и выдерживает высокие удельные нагрузки. Для лучшего отвода тепла от элементов PDC при высоких скоростях вращении буровой раствор в шпинделе направлен не по внутреннему отверстию вала, а по периферии, через элементы подшипника, и проходит через вал уже после подшипника. Для уменьшения утечек через ниппель перед нижней радиальной опорой размещается лабиринтное уплотнение. Наиболее показательные результаты работы высокооборотного турбобура с опорой PDC в этом году были получены в Китае. Турбобур 2ТСШ-178Т с импрегнированным долотом производства SMITH отработал 330 ч в интервале 2645–3600 м. Средняя механическая скорость при бурении составила 2,5–3,2 м/ч, что примерно в два раза выше, чем при бурении аналогичного интервала ротором с шарошечным долотом. Кратно выше оказалось и время работы долота, что позволило сэкономить время на спускоподъемных операциях. После окончания бурения интервала турбобур находился в рабочем состоянии, осевой и радиальный люфты составили 1,5 мм. Осевые опоры, армированные вставками PDC, успешно используются и в конструкции шпинделя ВЗД. В 2009–2010 годах в ОАО «УПНПиКРС» были проведены промысловые испытания двигателя ДР3-95С с опорой PDC. За время испытаний наработка на опору составила 298 ч. В настоящее время аналогичная конструкция опор применяется в двигателях диаметром 106 и 127 мм.