1.2 Турбобұрғыларға қойылатын талаптар, құрылымы және тағайындалуы

Турбобұрғы жуылатын сұйықтық ағынының гидравликалық энегриясын қашауға жалғанатын білік жұмысының механикалық энергиясына түрлендіретін, өстік тіреуішпен жабдықталған гидравликалық түптік қозғалтқыш [18].

Турбобұрғы бұл – сұйықтық ағынының кинетикалық (жылдамдық) энергиясын қолданатын, көп сатылы өстік турбина. Турбиналарда жұмыс сұйықтықтың (импульс) қозғалысның өзгеріс саны негізінде жасалды. Турбобұрғыларда ротор мен статордан тұратын, көпсатылы өстік қалақ типті турбиналар қолданылады. Олар 1.1 – суретте көрсетілген.

1 – статордың қалақшалары; 2 – ротордың қалақшалары;

А – сұйық қозғалысының бағыты

1.1-сурет- Турбобұрғының турбина сатысының схемасы

Жуылатын сұйықтық ағыны сорғымен бұрғылау тізбегі арқылы айдалып, сұйықтық ағынының бағыты қалыптастырылатын алғашқы турбобұрғы статорына беріледі. Турбобұрғы білігімен тығыз байланысты роторды айналдыруға ұмтылатын, нәтижесінде күшті тудыратын, статор арналарынан белгілі бұрышты ағын ротор қалағына беріледі. Сұйықтық турбобұрғының барлық сатыларынан бұрғылық сорғыштар тудыратын қысым арқылы өтіп, арнайы арна арқылы қашауға келеді. Көп сатылы турбобұрғыларда айналушы моменттер барлық білік сатыларына жинақталады. Турбобұрғылар жоғарғы гидравликалық машиналарға жатады. Гидравликалық машиналар тәсілін қолдану бұрғылау жылдамдығын бірнеше есе арттыру, бұрғылау жұмыстарының нарқын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік берді.

Турбобұрғы қашаудың үстіне орнатылады, яғни қашауға әсер ететін өстік жүктеме тікелей турбобұрғы арқылы өтеді.

1 – турбобұрғы білігі; 2 – төменгі тіректердің төлкелері; 3 – шпонка; 4 – таянышты төлке; 5 – нығыздағышты сақина; 6 – ротор; 7 – статор; 8 – ортаңғы тірек; 9 – ортаңғы тіректің төлкесі; 10 – нығыздағышты сақина; 11 – реттеуші сақиналар; 12 –пятаның сақинасы; 13 – пятаның сақинасы; 14 – подпятник; 15 – ротордың гайкасы; 16 – қалпақ; 17 – контргайка; 18 – корпус; 19 – білік аудармасы; 20 – корпустың төлкесі

1.2-сурет- Т12М3Б-240 турбобұрғысының конструкциясы

Осыған байланысты турбобұрғының өстік жүктемесінің өтуі және қабылдануы үшін арнайы өстік тірек – металлрезеңкелі сырғанау мойынтірегімен жабдықталады [2].

1.2 және 1.3-суретінде Т12МЗБ-240 турбобұрғы құрылымы көрсетілген. Білікте (1) конус пішінді және бойлық кесінділері бар ротор гайкасымен (15) қысылған ротор дисктері (6), төменгі тіреу төлкесі (2), ортаңғы тіреудің екі төлкесі (9) және таянышты төлке (4) орналасқан.

1 –статор; 2 –ротор; 3 – үстінгі секция; 4 – радиалды металлрезеңкелі мойынтірек; 5 – конусшлицті муфта; 6 –төменгі секциясы; 7 –сальник; 8 – көпсатылы өстік тірек; 9 – шпиндель

1.3-сурет- Турбобұрғының жалпы көрінісі

Роторлы гайканың бұралып шығып кетпеуі үшін контргайкамен (17) қысылған сығу қалпағы (16) орнатылған. Таянышты төлке (4) және төменгі төлке (2) шпонкамен (3) білікке (1) қатысты бекітіледі.

Корпуста (18) статор дисктері (7), ортаңғы тіреулер (8), турбобұрғыда жиналған статор турбиналарына қатысты статор күйін анықтайтын реттеуіш сақина (11) және подпятник (14) орналастырылады. Ниппель корпуста (18) ортаңғы тіреу, статор дискілерін және пятані бекітуге арналған. Жоғарғы таяныш қызметін турбобұрғы корпусы мен бұрғы бағанасын жалғайтын аударма бүйірінің төмен жағы атқарады. Турбобұрғының төменгі бөлігінде қашауға арналған аударма (19) орналасады. Өстік тіреудің металлрезеңкелі мойынтірегі (1.4 – суретте көрсетілген) турбобұрғы білігінде тұратын диск корпусына (18) бекітілген пятадан (12) тұрады. Сақина (5) диск пен пята берілген аралығын қамтамасыз ету үшін және турбобұрғы білігін тозудан қорғау үшін қызмет етеді. Пята (12) жоғарғы, төменгі және ішкі бөліктері бойынша резеңкемен қапталған және қалыптық сұйықтықтың кіруіне арналған сопақша каналдары бар.

1 – подпятник; 2 – диск; 3 – ішкі және сыртқы сақиналар

1.4 –сурет- Турбобұрғының өстік тіректерінің металлрезеңкелі мойынтіректері

Сонымен қатар турбобұрғының білігі жоғарғы өстік жүктемелермен және айналу жиілігімен жұмыс істейтін білікті орталықтандыруға арналған радиалды тіреулермен жабдықталған. Турбобұрғының радиалды көп қатарлы тіреуі ішкі беті резеңкемен қапталған корпусты болып келеді. Төменгі радиалды тіреудің ролін турбобұрғының ниппельі орындайды. Ниппельдің резеңкелі қаптамасы тығыздау қызметін атқарады (1.5-суретте көрсетілген) [5].

Металлрезеңкелі тіреулерді құрылымдауда турбобұрғыларды падайлану, абразивті жуылатын сұйықтықта бұрғылау ерітіндісі қатты заттардың (абразивті) тілімше мен пятаның арасындағы саңылауға түсіп, оның резеңке бетіне жабысуының кесірінен турбобұрғылардың жұмысқа қабілеттілігі айтарлықтай жоғарылайды.1.5-суретте көпқатарлы сандалақты өстік тірек көрсетілген. Мұндай үйкелетін беттердің тозуы абразивті ортадағы екі метал беттерге қарағанда 4-6 есе кем.

Бүгінгі таңда турбобұрғы әдісімен бұрғылау тереңдігі 3000 метр болатын ұңғымаларды жасау үшін қолданылады, алдағы турбобұрғы әдісі арқылы бұрғылау бірнеше себептер бойынша орынсыз. Турбобұрғылауды алғаш қолданған елдердің қатарындағы Ресейде турбобұрғылау бойынша өте терең үңғымаларды бұрғылауда тиімді жұмыс жасау қабілеттігі жөнінде ғылыми-тәжірибелік және тәжірибелік-құрылымдық жұмыстар жүруде.

1 – сыртқы сақиналар; 2 – ішкі сақиналар; 3 – шарик; 4 – сыртқы кернегішті сақиналар; 5 – ішкі кернегішті сақиналар

1.5-сурет- Көпқатарлы сандалақты өстік тірек

Турбобұрғы ұңғымалардың көлденең габариттарымен сипатталатын арнайы жағдайларда жұмыс жасайды.

Турбобұрғылаудың құрылымы келесі негізгі шарттарға сай болу керек:

- діріл және динамикалық жүктеме әсері болатын абразивті сұйықтықты пайдалану аймағында қажетті жұмысқа қабілетілікті жоғарлату үшін қарапайым құрылымның болуы;

- жөндеу аралық уақытқа сійкес келетін, сағаттардағы қалыпты жұмыс жағдайын қамтамасыз ету үшін мүлтіксіздік және төзімділік жеткілікті болуы;

- максималды жүктеме әсері кезінде бөлшектің деформациясы немесе бұзылуы болмауы үшін жеткілікті беріктің болуы;

- жөндеуге жарамдылықты және жылдам тозатын бөлшек немесе узелдарының жеке ауыстырылу мүмкіндігінің болуы.