Элементы устройства
Турбинные колеса
Турбинные колеса бывают цельнолитыми или составными. В условиях вибрационной нагрузки более прочны монолитные (цельнолитые) колеса, но лучшие формы лопастей с чистой поверхностью имеют колеса, сменные венцы которых изготовлены из стали методом точного литья или из полимерных материалов. Ступицы составных колес соединяются с лопастной частью посредством эксцентричного соединения. Для повышения прочности венцы имеют ободы, однако в турбобурах малого диаметра применяют безободные диски.
2. Опоры
В качестве опор вала турбобура используют резино-металлические подшипники скольжения и шарикоподшипники: упорно-радиальные, упорные и радиальные.
На рис. 4 а и б – резино-металлические подшипники, в и г – многорядные бессапараторные шарикоподшипники.
На а упорно-радиальный резинометаллический подшипник. На б – упорный подшипник с резинометаллической пятой.
а)
б)
Рисунок 4. Опоры турбобура
Редукторные турбобуры
Редукторные турбобуры с наружным диаметром 105, 120, 145, 178, 195 и 240 мм. предназначены для бурения глубоких вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин на нефть и газ, сверхглубоких и геотермальных скважин, а также для бурения с отбором керна.
Благодаря высокому моменту силы они могут быть использованы как с шарошечными, так и с алмазными долотами и долотами с алмазно-твердосплавными пластинами. Высокая прочность редуктора позволяет компоновать с ним одну или несколько турбинных секций различных типов и выполнять редуктор с одной или двумя ступенями передачи.
Применение редукторного турбобура позволяет изменять мощность, момент силы и частоту вращения выходного вала турбобура непосредственно на бурящейся скважине путем изменения количества и типа турбинных секций, смены редукторов с различными передаточными отношениями.
Разработаны редукторные турбобуры в трех модификациях:
- турбобуры ТРМ с редуктором-вставкой РМ
- турбобуры ТРШ с редукторным шпинделем РШ
- турбобуры ТР с турбинно-редукторной секцией.
Если по условиям бурения применение редуктора не требуется, то турбобуры собираются в обычном исполнении из турбинных секций и шпинделя.
Рисунок 5. Редукторный турбобур ТРМ-195.
А-турбина; В-опорный узел; С-редуктор-вставка; Д-опорный узел; Е-долото.
1-полумуфта; 2-радиальная опора; 3-клапан; 4-лубрикатор; 5-уплотнение; 6-роликоподшипник; 7-входной вал; 8-планетарная передача; 9-корпус; 10-выходной вал.
Редуктор-вставка (рис.5) изготовляется в одном диаметральном размере 195 мм под шифром РМ - 195. Он представляет собой сменный узел, выполненный в отдельном корпусе, в котором размещены:
- двухрядная зубчатая планетарная передача с зацеплением Новикова, отличающаяся высокой износостойкостью и прочностью, способная передавать момент силы более 10 кН при ограниченных радиальных размерах турбобура;
- ведущий и ведомый валы с несущими опорами, установленными с возможностью компенсации перекосов;
- система маслозащиты, включающая уплотнения торцового типа и лубрикатор, предназначенный для компенсации возможных утечек масла в процессе эксплуатации и выравнивания давления в масляной полости редуктора в внешним давлением.
Конструкция, материалы и технология изготовления уплотнений обеспечивают их надежную работу в абразивной и химически активной средах при осевых и радиальных вибрациях в условиях пульсации давления бурового раствора.