31. Турбобуры. Назначение и область применения. Гидромеханика турбины.

Турбобур — это гидравлическая забойная ма­шина, в которой для преобразования гидравлической энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вра­щательного движения использована многоступенчатая осевая турбина

Сущность турбинного бурения состоит в использовании забойной машины, называемой турбобуром. Турбобур преобразует поступательное движение очистного агента, подаваемого буровым насосом по колонне бурильных труб, во вращательное движение турбины, передающей вращение на долото или коронку. Турбинное бурение чаще всего сочетается с оборудованием и процессами роторного бурения, может использоваться и совмещаться с колонковым и бурением подвижным вращателем.

Турбобуры применяется при бурении скважин различного назначения (группы А, Б, В, Г), разрез которых состоит из твердых, абразивных пород 6 - 12 категорий по буримости в интервалах бурения от 100 до 2000 (3000) м, когда плотность и вязкость бурового раствора может быть не высокой. Турбобуры также часто используются при разбуривании цементных мостов.

Кроме того, турбинное бурение эффективнее роторного при искусственном искривлении скважин, из-за повышенной гибкости секций турбобура. Недостатками турбобуров являются высокая чувствительность к вязкости бурового раствора и высокая частота вращения, которая приводит к повышенной разработке ствола скважины при бурении мягких пород, а также ускоренному износу ПРИ и, следовательно, к увеличению количества СПО.

Объемный двигатель представляет собой раз­новидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования гидравлической энергии потока промывоч­ной жидкости в механическую энергию вращательного дви­жения использован героторный винтовой механизм (отсюда второе название двигателей этого типа — "винтовой").

Винтовой двигатель включает 2 секции: двигательную и шпиндельную. Основная часть двигательной сек­ции - пара статор и ротор. Статор изготовлен нанесением специальной резины на внутреннюю поверхность стального корпуса. Внутренняя по­верхность статора имеет вид многозаходной винтовой по­верхности. Ротор изготовляют из стали в виде многозаходного винта. Количество винтовых линий ротора на одну меньше, чем у статора. Наружную по­верхность ротора покрывают износостойким металлом (хро­мируют).

- ТУРБОБУР

ОСНОВНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ  

Режим M n P N η

Тормозной M_T 0 P_T 0 0

Экстремальный max

Оптимальный max 

Холостой 0 n_x P_x 0 0

- ВИНТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Крутящий момент, Н.м (кгс.м) M

Частота вращения, с^-1 (об/мин) n

Перепад давления, МПа (кгс/см²) P

Мощность, кВт (л.с.) N

Коэф. полезного действия (КПД),% η

Расход бур. раствора, м³/с (л/с) Q

Плотность бур. раствора, кг/м³ (г/см³) ρ