Гидравлические двигатели

В зависимости от заданных характеристик двигателя рабочие органы выполняются как с однозаходным, так и с многозаходным ротором. Роторы изготавливаются из коррозионно-стойкой или легированной стали с износостойким покрытием, а обкладка статора -из эластомера (преимущественно резины), обладающего сопротивляемостью абразивному изнашиванию и работоспособностью в среде бурового раствора.

В отечественных двигателях первого поколения (Д1-172, Д2-172, Д2-172М), выпускавшихся в 70-х годах, рабочие органы имели незначительную длину, не превышавшую 1-1,5 шага винтовой поверхности статора. В двигателях второго поколения, выпускаемых с начала 80-х годов, длина рабочих органов составляет 2-3 шага статора.

Наиболее перспективна монолитная конструкция рабочих органов, обеспечивающая простоту и малодетальность машин. Увеличение активной длины монолитной рабочей пары ограничивается технологическими возможностями литейно-прессового оборудования при изготовлении статора.

За рубежом в двигателях применяются рабочие органы протяженностью 5 и более шагов.

Рабочие органы винтового забойного двигателя комплектуются с натягом. Значение натяга зависит от диаметральных и осевых размеров рабочих органов, свойств бурового раствора и материала обкладки статора и оказывает существенное влияние на характеристики и долговечность двигателя.

Секционирование рабочих органов.

В России с начала 80-х годов проводятся опытно-конструкторские работы по созданию секционных винтовых двигателей. Переход на схему секционного винтового забойного двигателя осуществляется:

- для повышения нагрузочной способности, когда необходимая для создания высокомоментного двигателя длина монолитных рабочих органов превышает длину, ограниченную возможностями изготовления;

- для повышения стойкости (снижения контактных напряжений) рабочих органов при определенных режимах отработки долот, если осевой габарит винтового забойного двигателя не является ограничивающим конструктивным фактором;

- для повторного использования изношенных рабочих органов.

Секционные двигатели включают несколько последовательно расположенных рабочих пар или ряд модулей рабочих органов. В отличие от турбобуров при секционировании винтовых двигателей возникает ряд технических проблем, связанных с необходимостью обеспечения синхронной работы винтовых пар.

Методика секционирования и применяемые технические средства в 80-х годах были разработаны во ВНИИБТ. На практике широко используется секционирование серийных рабочих органов. Секционные двигатели на базе серийных рабочих органов могут выполняться в двух вариантах:

Рис. 17. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (неориентированная сборка)

1 - переливной клапан; 2 - верхний переводник; 3 - статоры; 4 - роторы; 5 - втулки ротора; 6,8 - переводники; 7 - карданный вал; 9 - гибкий вал.

- без ориентирования рабочих органов при жестком соединении роторов с помощью различных соединений, не нарушающих кинематику роторов (рис. 17);

Рисунок 18. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (ориентированная сборка)

1 - переливной клапан; 2 - верхний переводник; 3 - статоры; 4 - роторы; 5 - переводник роторный; 6 - переводник корпусной; 7 - втулка ротора; 8 - гибкий вал.

- с ориентированием рабочих органов по винтовой линии при жестком соединении статоров и роторов посредством резьбовых переводников (рис. 18).

Стендовые испытания секционных двигателей, а также опыт их промышленной эксплуатации не показали существенных технико-экономических преимуществ той или иной конструктивной компоновки. Поэтому схему секционирования рекомендуется выбирать с учетом местных возможностей изготовления дополнительных приспособлений для сборки.

Неориентированная сборка - наиболее простой и распространенный способ секционирования. Однако долговечность и надежность данной компоновки во многом зависят от узла соединения секционируемых роторов.

При ориентированной сборке модули ротора и статора соединяются между собой резьбовыми переводниками таким образом, что винтовые поверхности каждого последующего модуля являются продолжением винтовых поверхностей предыдущего.

Шпиндель

Все отечественные винтовые двигатели, начиная с первых образцов, выпускаются в шпиндельном исполнении. Под термином "шпиндель" подразумевается автономный узел двигателя с выходным валом с осевыми и радиальными подшипниками. В большинстве случаев шпиндель может быть отсоединен без демонтажа силовой секции, при необходимости и на буровой.

Шпиндели отечественных винтовых забойных двигателей выполняются немаслонаполненными. Все узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором. Отказ от использования маслонаполненных и герметизированных шпинделей объясняется как традиционным подходом к конструированию забойных двигателей - турбобуров, так и практической целесообразностью иметь гидромашину, обладающую примерно равным ресурсом отдельных узлов.



Рис. 19. Шпиндельная секция винтового забойного двигателя.

1 - переводник нижний; 2 - муфта; 3 - втулка регулировочная; 4 - кольцо регулировочное; 5,11 - втулка подкладная; 6 - опора нижняя; 7 - втулка нижней опоры; 8 - сальник торцовый; 9,12 - кольцо; 10 - вал шпинделя; 13 - пакет упорных подшипников; 14, 18 - втулка упорная; 15 - кольцо; 16 - втулка уплотнительного кольца; 17- втулка регулировочная; 19,21 - переводник; 20 - гайка; 22 - корпус.

Шпиндель является одним из главных узлов двигателя. Он передает крутящий момент и осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, воспринимает реакцию забоя и гидравлическую осевую нагрузку, действующую в рабочих органах, а также радиальные нагрузки от долот и шарнирного соединения (гибкого вала). В ряде случаев при использовании гидромониторных долот шпиндель должен выполнять функции уплотнения выходного вала, позволяя создавать необходимый перепад давления в насадках долота.

Наиболее распространенная конструкция шпинделя (рис. 19) включает монолитный полый вал, соединенный посредством наддолотного переводника в нижней части с долотом, а с помощью муфты в верхней части - с шарниром (или гибким валом). Для восприятия осевых нагрузок используются как упорно-радиальные, так и упорные подшипники.

Подшипники выполняются многорядными и сохраняют работоспособность при выработке зазора (люфта) до 5-7 мм.

В отечественных двигателях применяются упорно-радиальные подшипники качения: с коническими дорожками качения (рис. 20); с тороидными дорожками качения (рис. 20) и с комбинированными дорожками качения (рис. 22)

Рис. 20. Упорно-радиальный подшипник.

1 - наружное кольцо; 2 - внутреннее кольцо; 3 - шар; 4, 5 - распорные кольца;

Рис. 21. Упорно-радиальный подшипник с тороидными дорожками качения. 1 - наружное кольцо; 2 - внутреннее кольцо; 3 - шар.

Рис. 22. Упорно-радиальный подшипник с комбинированными дорожками качения.1 - наружное кольцо; 2 - вал; 3 - шар; 4 - проставочное кольцо.

Для увеличения нагрузочной способности при одновременном упрощении конструкции тороидные дорожки для шаров этих опор расположены непосредственно на валу.

В некоторых модификациях двигателей диаметром 172 мм использовались упорные подшипники качения с тороидными дорожками и резиновым компенсатором типа ШШО (рс. 23).

Рис. 23. Ступень многорядного упорного подшипника качения с резиновым компенсатором типа ШШО. 1 - резинометаллический компенсатор; 2 - наружная обойма; 3 - среднее кольцо; 4 - крайнее кольцо; 5 - внутренняя втулка.

Детали подшипников качения выполняются из специальной подшипниковой стали марки 55СМА или 55СМА5ФА (ТУ 14-1-3189-81) с пределом текучести у_т ?1100 МПа и ударной вязкостью б ? 800 кДж/м². В некоторых конструкциях шпинделей винтовых забойных двигателей используются многорядные упорные подшипники скольжения непроточного типа (рис. 24).



Рис. 24. Многорядного осевая опора скольжения.

1-наружное кольцо; 2-диск; 3-внутреннее кольцо; 4-подпятник; 5-корпус шпинделя; 6-вал.

Выбор типа осевых подшипников зависит от условий эксплуатации винтового забойного двигателя. Многолетние стендовые и промысловые испытания подтвердили преимущества резинометаллических упорных подшипников скольжения при эксплуатации двигателей в абразивной среде и при высоких нагрузках.

Радиальные подшипники шпинделя в большинстве случаев представлены парой трения скольжения.

Рис. 25. Радиальная опора шпинделя.

Неподвижный элемент выполняется в виде резинометаллической детали (рис. 25), рабочая эластичная поверхность которой имеет профильные канавки. Ответная деталь - металлическая, ее рабочая поверхность подвержена упрочнению. В двигателях для наклонно направленного и горизонтального бурения радиальные подшипники выполняются в виде пары трения "металл - металл". Ввиду повышенных радиальных нагрузок, присущих винтовым забойным двигателям этого класса (вследствие действия отклоняющей силы на долото), данный узел является одним из самых недолговечных, определяющих межремонтный период двигателя в целом.

Соединение ротора и вала шпинделя

Соединение ротора винтового забойного двигателя и вала шпинделя является одним из основных узлов двигателя, определяющим долговечность и надежность гидромашины в целом. Механизм, соединяющий планетарно движущийся ротор с концентрично вращающимся валом, работает в тяжелых условиях. Помимо передачи крутящего момента и осевой силы, этот узел должен воспринимать сложную систему сил в рабочих органах, характеризующуюся непостоянной ориентацией ротора. В отличие от известных в технике соединений, передающих вращение между двумя несоосными концентрическими вращающимися валами, рассматриваемое соединение в винтовом забойном двигателе является связующим звеном с ротором, совершающим планетарное движение. Эти обстоятельства предопределяют повышенные требования к циклической прочности соединения, особенно при использовании многозаходных винтовых забойных двигателях. Своеобразные условия работы соединения и невозможность переноса напрямую из других отраслей техники готового технического решения предопределили многообразие компоновок этого узла.

Принципиально могут быть использованы четыре типа соединений:

- деформации одного или нескольких элементов конструкции;

- обеспечения свободы перемещения ротора за счет введения элементов с относительно большим люфтом;

- шарнирных соединений;

- гибкого вала (торсиона).

Первый и второй типы соединения ввиду существенных удельных нагрузок в винтовых забойных двигателях не нашли применения.

Шарнирные соединения винтового забойного двигателя работают, как правило, в среде абразивных жидкостей. Поэтому надежная герметизация шарниров является одним из основных направлений повышения их работоспособности. Проблема герметизации осложняется тем, что полости, которые требуется изолировать, вращаются вокруг смещенных осей в условиях вибрации и значительного гидростатического давления. Поэтому герметизирующие элементы должны быть гибкими и прочными при циклической нагрузке, а устройство для герметизации в целом простым и надежным.

Рис. 26. Двухшарнирное соединение.

1 -соединительная труба; 2 -корпус; 3 -шар; 4 -втулка; 5 -манжета; 6 -гайка; 7 -полумуфта.

Сначала в шарнирах использовались простейшие резиновые уплотнения, в дальнейшем стали применять уплотнения сильфонного и манжетного типов (рис. 26).

Существенный шаг, оказавший влияние на подходы к конструированию винтового забойного двигателя в целом, был сделан в середине 70-х годов, когда во ВНИИБТ была разработана конструкция гибкого вала. В отличие от шарниров в гибких валах внешнее трение деталей заменяется на внутреннее трение материала вала.

В двигателях с наружным диаметром 88 мм и более гибкий вал размещается в расточке ротора, а в малогабаритных двигателях - ниже ротора.

В большинстве случаев гибкий вал винтового забойного двигателя представляет собой металлический стержень круглого сечения с утолщенными концами. На концах выполняются присоединительные элементы: гладкий конус или коническая резьба. Иногда гибкий вал выполняется полым со сквозным цилиндрическим каналом для подвода рабочей жидкости высокого давления непосредственно к долоту.

Преимущества использования гибких валов заключаются в простоте конструкции и высокой технологичности, большом сроке службы, соизмеримым с ресурсом корпусных деталей двигателя, а также возможности реализации различных компоновок двигателей.

Опыт эксплуатации двигателей в наклонно направленном и горизонтальном бурении выявил недостаточную стойкость гибких валов при углах перекоса секций более 1°30'. В связи с этим двигатели типа ДГ стали оснащать шарнирно-торсионными соединениями.

Клапаны

Объемный принцип действия винтовых двигателей предопределил необходимость оснащения их специальными клапанами. В большинстве двигателей они представляют собой автономный узел, а иногда встроены в ротор.

Переливной клапан предназначен для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при спуско-подъемных операциях. Применение клапана уменьшает гидродинамическое воздействие на забой при спуске и подъеме колонны, а также устраняет холостое вращение двигателя при этих операциях.

Разработаны и используются несколько конструкций переливных клапанов. В одной из них, не имеющей линейно перемещающихся деталей, в качестве запорного элемента применена резиновая манжета, деформирующаяся за счет падения давления при движении жидкости в щели клапана. Клапан устанавливается в верхней части полого ротора. Серьезный недостаток этой схемы - невозможность определения утечки при опробовании клапана на устье скважины.

Рис. 27. Периливной клапан двига- теля Д-240.

1-гидравлическая коробка; 2-седло; 3-клапан; 4-корпус; 5-пружина; 6-шток; 7-переводник.

В конструкции переливного клапана в первых моделях двигателей диаметром 240 и 172 мм и уплотнительный элемент клапана заимствован от бурового насоса. Выполнение основных функций клапана обеспечивает специальная гидравлическая коробка (рис. 27).

Рис. 28. Золотниковый переливной клапан.

1- корпус; 2- поршень; 3- пружина; 4- седло.

В зарубежных двигателях повсеместно используются золотниковые клапаны (рис. 28).

Опорно-центрирующие элементы

К опорно-центрирующим элементам относятся калибраторы, центраторы и децентраторы. Они используются в компоновках низа бурильной колонны при проводке вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин в целях повышения качества ствола скважины и управления параметрами его искривления, а также предупреждения осложнений в процессе бурения.

Калибратор предназначен для калибрования ствола скважин, центрирования и снижения поперечных колебаний долота и вала двигателя и устанавливается на выходном валу непосредственно над долотом.

Центратор предназначен для центрирования нижней части бурильной колонны и забойного двигателя с целью стабилизации параметров искривления ствола или изменения зенитного угла скважины.

Децентратор предназначен для смещения оси забойного двигателя или бурильной колонны за ось скважины в месте его установки.

Геометрические параметры опорно-центрирующих элементов и расположение их относительно долота определяют из назначения КНБК. Центраторы и децентраторы устанавливают между секциями или непосредственно на корпусе забойного двигателя.

Конструктивное исполнение (с прямыми или спиральными планками, с шарошками), тип и вид вооружения, а также размеры калибраторов и центраторов забойных двигателей регламентированы ОСТ 39-078-79.

Корпусные центраторы в двигателях диаметром 95 и 108 мм устанавливаются между двигательной и шпиндельной секциями, а для двигателей 155 мм - на корпусе шпинделя.

Децентраторы двигателей ДГ-108 имеют одну лопасть длиной 150 мм и шириной 70 мм. Радиус опорной поверхности децентраторов равен 74, 76 и 78 мм. В двигателях ДГ-155 децентраторы выполнены также с одной лопастью длиной 146 мм и шириной 100 мм. Радиусы опорной поверхности децентраторов составляют 118 и 122 мм.

Механизмы искривления двигателя

Механизм искривления является неотъемлемым узлом винтовых забойных двигателей, предназначенных для бурения наклонно- направленных и горизонтальных скважин. Механизм искривления предназначен для перекоса осей секций забойного двигателя или самого забойного двигателя относительно нижней части бурильной колонны.

Механизм искривления может устанавливаться над двигателем или между силовой и шпиндельной секциями. В качестве механизма искривления используются искривленные (кривые) переводники и корпусные шарниры.

Искривленные переводники. Жесткий искривленный переводник (с фиксированным перекосом осей) - наиболее простое и распространенное исполнение механизма искривления. Он представляет собой корпусной переводник с ниппельными резьбами по концам, оси которых смещены на определенный угол (до 6°). Двигатели оснащаются комплектом таких переводников, отличающихся углами перекоса. Механизм искривления в этом исполнении применяется при наборе кривизны по большому и среднему радиусам. Регулируемые на поверхности искривленные переводники начали использоваться с середины 90-х годов в зарубежных винтовых забойных двигателях. Они сконструированы по принципу поворота двух сопряженных цилиндрических элементов, имеющих косой срез.

В отечественных двигателях также постепенно внедряются регулируемые переводники. Известно несколько оригинальных конструкций, в частности переводник искривленный регулируемый (ПИР), разработанный ВНИИБТ (рис. 29).

Рис. 29. Регулируемый искривленный переводник. 1 -верхний переводник; 2 -нижний переводник; 3 -эластичная труба; 4,5 -кольца; 6 -гайка.

Корпусные шарнирные соединения используются в компоновках винтовых забойных двигателей, как правило, при бурении горизонтальных скважин по малому и среднему радиусам. Различают шарниры с двумя и одной степенью свободы.

Шарниры первого типа устанавливаются над забойным двигателем преимущественно с целью снижения сил сопротивления при перемещении КНБК по стволу скважины.

Шарниры с одной степенью свободы обеспечивают поворот корпуса вокруг оси шарнира на заданный угол только в одной плоскости. Угол перекоса такого шарнира рассчитывается как для искривленного переводника. Поэтому корпусной шарнир должен включать конструктивные элементы, ограничивающие угол перекоса. Для совмещения центра шарниров с осью скважины на их наружной поверхности устанавливают центрирующие элементы или расположенные в нижней части подпоры. Это мероприятие позволяет уменьшить радиус искривления скважины при использовании отклоняющей компоновки.

Одна из конструкций корпусного шарнира приведена на рис. 30.

Рисунок 30. Корпусный шарнир двигателя ДГ-108.

1-верхний переводник; 2-уплотнение; 3-палец; 4-эластичная труба; 5-нижний переводник.

Турбинно-винтовые забойные двигатели

Турбинно-винтовые забойные двигатели предназначены для бурения глубоких вертикальных и наклонно направленных скважин различного назначения. Они могут выполнять также функции забойного привода керноотборных устройств для бурения с отбором образцов породы (керна) и двигателя-отклонителя (при замене обычного шпинделя на шпиндель-отклонитель).

Универсальные турбинно-винтовые двигатели типа ТПС - У

Универсальные турбинно-винтовые двигатели типа ТПС-172У с преобразователями частоты вращения вала предназначены для глубоких вертикальных и наклонно-направленных скважин различного назначения с использованием буровых растворов плотностью до 1800 кг/м³.

Конструкции двигателей ТПС-172У разработаны на базе схемы турбобуров с плавающими статорами типа ТПС, обладающих рядом энергетических и эксплуатационных преимуществ по сравнению с турбобурами, традиционной конструктивной схемы.

Система деталей в корпусе турбинной секции не закреплена путем сжатия осевым усилием и имеет возможность осевого перемещения на 100...150 мм вдоль корпуса вместе с валом секции и установленными на нем деталями. Благодаря этому они отличаются повышенной надежностью и безотказностью в работе.

Турбинно-винтовые забойные двигатели типа ТПС-172У состоят из взаимозаменяемых двух или трех турбинных секций, шпиндельной секции с осевой опорой и преобразователя частоты вращения выходного вала. Двигатели типа ТПС-172У обеспечивают при постоянном расходе бурового раствора ступенчатое изменение частоты вращения выходного вала в диапазоне 80...400 мин-1 в зависимости от конструктивного исполнения применяемых винтовых пар в преобразователе частоты вращения вала. Последний заменяется при необходимости непосредственно на буровой. Исключение преобразователя частоты вращения вала из компоновки двигателя ведет к увеличению частоты вращения его выходного вала до 400 мин-1.

Преобразователь частоты вращения вала двигателя устанавливается между шпинделем и нижней секцией турбобура. Преобразователь частоты вращения вала двигателя включает винтовую пару - ротор и статор, гибкие валы, конусно-шлицевые полумуфты и соединительные переводники. Конструктивно предусмотрена установка преобразователя между любыми турбинными секциями двигателя.

Конструкция шпиндельной секции позволяет устанавливать в ней либо многоступенчатую резинометаллическую опору скольжения с двумя радиальными опорами, либо шаровую амортизированную опору качения с лабиринтным уплотнением вала. При этом обеспечивается работа двигателей при бурении долотами с перепадом давлений в насадках 6...8 МПа.

Унифицированные модульные турбинно-винтовые двигатели 2ТУ240КД

Унифицированные модульные турбинно-винтовые двигатели 2ТУ240КД с улучшенными энергетическими характеристиками, увеличенной в 1,5 раза наработкой на отказ и уменьшенной удельной металлоемкостью предназначены для бурения вертикалыных и наклонно-направленных скважин различного назначення с использованием шарошечных и безопорных долот разных типов и серий диаметрами 269,9 ...393,7 мм, обеспечивающих технологически требуемый зазор между корпусом двигателя и стенками скважин и конкретных геолого-технических условиях месторождений. Двигатель 2ТУ240КД состоит из трех унифицированных секций - модулей, взаимозаменяемых с серийными турбобурами, имеющих стандартные присоединительные размеры.

Нижняя секция двигателя представляет собой односекционный турбобур ТУ240. Средняя секция двигателя конструктивно выполняется аналогично серийной турбине с той лишь разницей, что в ней установлено 120 ступеней турбины пониженной осевой высоты 37/11-240ТЛ, которая при необходимости может быть заменена на серийную турбину с соответствующим уменьшением числа ступеней и, как следствие, ухудшением характеристики двигателя.

Новые турбины пониженной высоты изготавливаются либо методом точного литья по выплавляемым моделям - турбина 37/11ТЛ, либо полукокильным методом - литьем в земляные формы - турбина 37/11-240ТВШ.

Верхняя секция двигателя является активным тормозным модулем, содержащим в одном корпусе турбинную часть и рабочие органы винтового забойного двигателя, соединяющиеся с помощью съемного торсиона. Отличительной особенностью тормозного модуля является его полная взаимозаменяемость с серийной секцией, не вносящая никаких дополнительных затруднений при ее монтаже в условиях бурящейся скважины. Верхняя секция так же, как и средняя и нижняя секции, оснащается турбиной пониженной осевой высоты, взаимозаменяемой с серийной турбиной любого типа.

Все турбинные секции и тормозной модуль содержат радиальные опоры повышенной долговечности.

Модульные турбинно-винтовые двигатели ТНВ

Модульные турбинно-винтовые низкооборотные двигатели (ТНВ) - новая концепция забойного привода породоразрушающего инструмента. Известные турбинные двигатели (турбобуры) характеризуются нерациональным, с точки зрения эффективности работы долот, соотношением М/n (момента и частоты вращения).

Винтовые объемные двигатели обладают необходимым соотношением М/n. Однако эти двигатели очень чувствительны к величине натяга в винтовой паре, что определяет их сравнительно малый ресурс безотказной работы ( менее 100 ч).

Модульные турбинно-винтовые двигатели органично сочетают надежность, свойственную турбобурам, и высокий уровень соотношения М/n при большой жесткости линии моментов, свойственные объемным двигателям.

Рис. 31. Конструктивная схема турбинно-винтового низкооборотного двигателя ТНВ.

При прочих равных условиях двигатели ТНВ имеют в 3-4 раза большую наработку на отказ, чем винтовые объемные двигатели. При работе на малоабразивной жидкости двигатели ТНВ способны безотказно работать порядка 400-550 часов. Двигатели ТНВ выполняются с наружным диаметральным размером 172, 195 и 240 мм. Конструктивная схема турбинно - винтового низкооборотного двигателя ТНВ приведена на рис. 31.

С помощью этих двигателей производится проходка сплошным забоем прямолинейных и искривленных участков скважин. Кроме того, ими можно осуществлять привод керноотборных устройств при колонковом бурении. Применение двигателей ТНВ рекомендуется при температуре промывочной жидкости до 120С°, плотности до 1700 кг/м3 и содержании углеводородных соединений до 5%. Конструктивно двигатели ТНВ (см. рис. 31) выполнены на базе трех узлов: шпинделя, турбинной секции и винтового модуля. Конструкцией предусмотрены различные варианты агрегатирования указанных узлов. Их монтаж может производиться как в условиях цеха, так и на буровой.

В зависимости от ситуации могут быть собраны следующие компоновки:

- шпиндель + винтовой модуль;

- шлиндель + турбинная секция;

- шпиндель + турбинная секция + винтовой модуль.

Используемые в турбинной секции рабочие органы с запатентованной конструкцией проточной части, обеспечивают работу винтового модуля с минимальной моментной нагрузкой. Учитывая, что винтовые рабочие органы являются наиболее уязвимым элементом двигателя, снижение моментной нагрузки является исключительно важным фактором в обеспечении высокой надежности двигателя.

Роторно-турбинные и реактивно-турбинные буры типа РТБ

Проблема строительства верхних интервалов вертикальных скважин увеличенного и большого диаметра решается с помощью роторно-турбинных (диаметрами 394 - 640 мм) и реактивно-турбинных (диаметрами 760 - 2600 мм) буров (РТБ).

Рис. 32. Роторно-турбинный бур.

Роторно-турбинные буры - РТБ-394, РТБ-445, РТБ-490, РТБ-590, РТБ-640, предназначены для бурения вертикальных скважин различного назначения диаметром от 394 до 640 мм. Они идентичны по конструкции и отличаются геометрическими размерами узлов и деталей и типоразмерами используемых турбобуров и долот .РТБ позволяют также забуривать новые стволы из скважин с искривлением более 3-4°, расширять и прорабатывать скважины с меньшей кривизной.

Общий вид роторно-турбинного бура приведен на рис. 32. Роторно-турбинные буры комплектуются верхними секциями со шпинделями турбобуров типа Т12РТ240 или 3ТСШ. На валы шпинделей устанавливаются долота требуемого типоразмера в соответствии с характеристикой разбуриваемых пород. Подводимый к буру буровой раствор распределяется в траверсе по турбобурам и приводит во вращение валы с долотами. После запуска турбобуров, ротором приводят во вращение бурильную колонну, а вместе с ней и бур, и, опустив последний на забой скважины, создают осевую нагрузку на долото и разрушают породу за счет планетарного движения бура.

Рис. 33. Реактивно-турбинный бур РТБ6М2-2080.

Реактивно-турбинные буры - РТБ-760, РТБ-920, РТБ-1020, РТБ-1260, РТБ-1560, РТБ-2080, РТБ-2600, (рис. 33) предназначены для бурения водопонижающих, вспомогательных и вентиляционных шахтных стволов и другого назначения скважин диаметром от 760 до 2600 мм.

Реактивные силы, возникающие в процессе бурения РТБ, могут оказаться достаточными для вращения бура на забое (вращение бурильной колонны ротором в этом случае исключается). Диаметр и глубина бурения скважин обуславливается грузоподъемностью буровой установки, характеристикой буровых насосов, типоразмерами и числом используемых турбобуров, диаметром бурильных труб и т.д.

Характеристики гидравлических забойных двигателей

Шифр двигателя	Число ступеней	Расход жидкости	Рабочий режим	Присоединительная резьба	Длина	Масса
	шт	л/с	Частота вращения вала, об/мин	момент на валу кН*м	перепад давления МПа	к долоту	к бурильной колонне	мм	кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Д-42	-	0,3-0,5	240-400	0,02-0,03	2-4	З-	З-	700	9
Д1-54	-	1-2.5	180-366	0.07-0.11	4.5-5.5	З-42	З-42	1890	27
Д-60	-	2	396	0.14	7	З-42	З-42	3600	34
ДГ-60	-	2	360	0.08	3.5	З-42	З-42	3600	34
Д-85	-	4.8	144	0.5	5.6	З-66	З-66	3240	111
Д1-88	-	4.5-7	162-300	0.53-0.61	5.8-7	З-66	З-66	3240	110
(ДГ)ДО-88	-	5-8	180-300	0.4-0.6	5.8-7	З-66	З-66	2400	100
ДГ-95	-	6-10	120-180	0.6-0.9	4-5	З-76	З-76	2640	108
ДГ1-95	-	6-10	170-280	0.55-0.75	4.5-6	З-76	З-76	2270	78
ТСЧА-104,5	212	8-9	870-978	0.15-0.2	4.4-5.4	З-76	З-76	12775	630
Д-105	-	6-12	80-160	0.8-1.3	3.5-5.5	З-76	З-88	5570	196
Д1-105	-	6-10	156-228	0.9-1.6	5-8	З-76	З-88	3770	180
ДГ-105	-	6-10	110-180	0.6-1	5-8	З-76	З-88	2850	146
ДО-105	-	6-10	150-240	0.8-1.4	7.5-11	З-76	З-88	2900	150
ЗТ-105К	210	10	798	0.3	7.1	З-76	З-88	13400	590
ТО-105Р	70	12	228	0.9	6.1	З-76	З-88	7600	420
ТПВ-105	-	10-15	570-680	0.15-0.2		З-76	З-76	10570	530
ТПР-105		10	800	0.25	4.5	З-76	З-88	8700	400
ВРМ-105	-	4-6	30-48	2.2-3.0	4.0-6.0	З-76	З-88	4870	250
ТРМ-105	-	10-15	165-196	0.6-0.8	4.7-6.8	З-76	З-88	7200	450
ТСМ-105	-	10-15	570-680	0.15-0.2	7.1-10.2	З-76	З-88	7100	590
ТШ-105Б	2 екции 3 екции	10 8	1020-1140 780-900	0,2-0,25 0,2-0,25	7-7,5 7-7,5	З-76 З-76	З-88 З-88	8845 12265	435 606
Д-106	-	8-15	110-180	1.4-2.4	6-9	З-88	З-88	4715	240
ДГ-106	-	6-12	80-160	0.8-1.2	3.5-5.5	З-88	З-88	3230	118
ДГ2-106	-	6-14	110-230	0.5-1.2	3.5-8	З-88	З-88	2900	127
ЛЗД-107	-	5-7	270-380	0.6-0.84		З-76	З-92	1470	84
ДГ-108	-	6-12	78-160	0.8-1.2	3.5-5.5	З-88	З-88	3200	167
Д1-108	-	6-12	78-160	0.8-1.3	3.5-5.5	З-76	З-88	2930	167
ДГ2-108	-	6-12	78-162	0.8-1.3	3.5-5.5	З-88	З-88	2570	147
Д-108	-	6-12	78-162	0.8-1.2	3.5-5.5	З-76	З-88	2900	167
Д-110	-	4-12	30-96	0.8-1.8	3-6.5	З-76	З-88	4715	256
ТШ-108Б	2 екции 3 екции	10 8	800-900 700-800	0.2-0.25 0.2-0.25	7.0-7.5 7.0-7.5	З-76 З-76	З-88 З-88	8850 12270	435 610
ТГ-124	2 екции 3 екции	12 10	780-840 660-720	0,45-0,6 0,45-0,6	7,5-8,5 7,5-8,5	З-88 З-88	З-88 З-88	9160 12940	930 1330
Д1-127	-	15-20	132-174	2.2-3	6.5-8.7	З-88	З-101	5795	402
Д1-145	-	15-20	120-180	3-4.5	7-9	З-88	З-108	4670	418
ДГ-145	-	15-20	120-180	5-6	7-10	З-88	З-108	6900	415
ТР-145Т	-	12-22	126-220	0.5-1.0	1.8-5.0	З-88	З-108	8000	800
Д-155		24-30	132-162	3.5-4	6.5-7.5	З-117	З-133	4330	466
ДГ-155	-	24-30	132-162	3.5-4	6.5-7.5	З-117	З-133	4330	466
Д4-172	-	25-35	102-150	6-9	9.2-12.6	З-117	З-147	6720	832
Д5-172	-	25-35	78-108	4.5-6	4.5-7	З-117	З-147	6220	770
Д5-172М	-	25-35	90-120	7.4-9.8	7.2-9.7	З-117	З-147	6720	830
2Д5-172	-	25-35	90-114	7.5-10.6	7.5-10.5	З-117	З-147	8670	1070
ТПС-172	426	25	396	1.6	4.8	З-117	З-147	26250	3325
ТПС-172М	436	25	390	1.65	6	З-117	З-147	18500	2290
3ТСШ1-172	336	25	630	1.8	8.8	З-117	З-147	25400	3530
Т13С3Е-172	106	25-28	630-702	0.6-0.7	2.8-3.5	З-117	З-147	7940	1057
ТО-172	109	25	670	0.65	3.8	З-117	З-147	10745	1500
ТО2-172	110	28	705	0.8	3.9	З-117	З-147	9715	1363
ДО-172	-	20-30	150-240	3-4	3.9-7	З-117	З-147	3400	575
ШОЗД-172	-	25-35	80-110	3-4	5-7	З-117	З-117	1300	-
ДГ-172	-	25-35	78-156	3.2-3.8	3.5-5.5	З-117	З-147	5300	575
ДГ1-172	-	24-35	150-190	3.5-4	5.8-7.8	З-117	З-147	4860	575
УДГС1-172	-	25-35	78-108	4.5-6	4.5-7	З-117	З-147	5968	830
УДГС2-172Ш	-	32	168	6.3	7.9	З-117	З-147	5.133	790
ДВ-172	-	24-32	180-220	5-6.5	6.2-9.2	З-117	З-147	5420	650
ДН-172	-	25-35	78-156	3.2-3.8	3.5-5.5	З-117	З-147	5050	687
ОШ-172	-	25-35	80-110	1.5-3	4.5-7	З-		3370	440
ДОТ172Ш	-	32	120	6.3	7.9	З-117	З-147	4835	700
ЛЗД-172	-	5-7	270-380	0.6-0.84		З-76	З-92	2600	800
Д3-172	-	25-35	78-108	3.1-3.7	3.9-4.9	З-117	З-147	6880	912
ДММ-178	-	28-32	180-200	6-10	8-10	З-117	З-147	13000
УД1-195 РС С HV Fiuid		32-56	150-260	7,80-1,320	6,0-10,0	З-117(З-152)	З-147	8223	1440
УД1-195 РС		25-35	114-150	4,50-6,00	15-20	З-117	З-147	6364	955
Д1-195	-	25	80	3.1	3.9	З-117	З-147	7675	1350
Д2-195	-	25-35	90-114	5.2-7	4.3-6.7	З-117	З-171	6550	1100
Д5-195	-	25-35	114-167	7.5-11.5	6.1-12.6	З-117	З-147	7265	1200
2Д2-195	-	25-35	90-114	7.5-10.6	7.5-10.5	З-117	З-147	9135	1533
Д2-195М	-	25-35	78-108	9.5-11	7.9-9.9	З-117	З-147	7265	1200
Д3-195	-	25-35	78-132	10.5-13.7	9.2-11.2	З-117	З-171	7940	1300
Д4-195	-	28.5-42	180-210	7.6-10.8	6-8	З-117	З-171	6970	1270
Д6-195	-	25-35	156-210	6.5-9.6	4.9-9	З-117	З-171	7340	1200
ДМШ-195	-	20-28	80-120	6.5-9	7-9	З-117	З-147	10500	1900
ДВШ-195	-	25-35	90-120	2.8-4.5	3.6-5.7	З-117	З-147	6800	1150
ТНВ-195	220	28	115	0.3	7.9	З-117	З-147	16500	3100
ТРМ-195	97	28	130	2.6	4.1	З-117	З-147	18440	3110
РМ-195		28-34	90-132	2.7-3.5	3.0-5.5	З-117	З-147	10.4	1100
РШ3-195		28-34	90-132	2.7-3.5	2.5-3.7	З-117	З-147	4.8	800
ТРМ4-195		24-30	102-108	11.8-13.2	2.4-3.8	З-117	З-147	5.9	1800
А7ГТШ-195	228/111	30	320	1.8	6.9	З-117	З-147	24950	4420
А7П3-195	328	26	650/320	2.5	4.0	З-117	З-147	25680	4788
3ТСШ1-195	330	30	380	1.5	3.9	З-117	З-147	25700	4790
ТО2-195	105	30	520	0.9	3.5	З-117	З-147	10110	1850
3ТСШ-195ТЛ	318	40	340	1.5	2.9	З-117	З-147	25700	4325
3ТСШ2-195	330	30	450	1.7	5.7	З-117	З-147	25850	4325
ТСШ1М1-195	444	28	323	1.2	4.7	З-117	З-147	25840	3930
3Т-195К	330	28	450	2.4	8.6	З-117	З-147	25850	4500
ТО-195К	110	30	500	0.95	4.1	З-117	З-147	10110	1774
ДРУ-195	-	25	80	3.1	3.9	З-117	З-147	8100	1420
А6Ш-195	212	20	470	0.7	4.3			17250	2095
1сек.А7П3+ + ШО-195	109	32	500/400	1.8	3.5	З-117	З-147	7620+5700	1400+875
Д1-240	-	30-50	70-135	10-14	6-8	З-152	З-171	7570	1746
Т12РТ-240	104	55	760	2.5	5.4	З-152	З-171	8210	2020
1ТСШ-240	110	52	440	2.05	5.4	З-152	З-171	9742	1991
2ТСШ-240	210	40	470	2.7	4.9	З-152	З-171	15486	3983
3ТСШ-240	315	32	440	2.7	5.5	З-152	З-171	23225	5975
ТНВ-240	220	32-40	114-180	3.5-4.9	6.7	З-152	З-171	22000	4700
РШ3-240		34-45	145-210	5.6-9.0	2.4-5.0	З-152	З-171	3.9	1200
ТКН-240	120	50-55	630-702	2.1-2.5	4.5-5.4	З-171	З-188	8210	2017
ТВШ-240	90	50-55	492-540	1.6-1.9	3.4-4.1	З-171	З-188	8210	2017
ДМШ-240		30-55	100-160	7.2-10.7	6.4-10.5	З-152	З-171	8180	1890
А9ГТШ-240	210/199	45	250	3.1	5.5	З-152	З-171	23290	6125
ТО2-240	93	45	420	1.3	2.9	З-152	З-171	10170	2595
ТУ-240К	108	55	690	2.4	6.2	З-152	З-171	8650	2320
2Т-240К	220	40	480	3.6	7.7	З-152	З-171	17000	4560
3Т-240К	330	35	415	4	8.9	З-152	З-171	23750	6420
ТО-240К	95	45	400	1.5	3.4	З-152	З-171	10170	2734
ТВД-240М	-	32-45	132-162	2.2-4.5	4.1-7.1	З-152	З-171	20465	2712
ЛЗД-240	-	5-7	270-380	0.6-0.84		З-76	З-92	3000	1700
2УКТ-172/40	-	25	402	2	8.5	З-117	З-147	26485...

Подобные документы

• Классификация воздушно-реактивных двигателей. Особенности проточной части различных типов двигателей

  Принцип действия и классификация воздушно-реактивных двигателей, их схемы и разрезные макеты. Сведения о турбовальном трехвальном двигателе Д-136. Модули двигателя, максимальный взлетный режим. Компрессоры низкого и высокого давления, камера сгорания.
  
  лабораторная работа [1,0 M], добавлен 22.12.2010
  

• Описание промышленных двигателей

  Конструктивное выполнение машин постоянного тока, их основные узлы, принцип действия. Характеристики ДТП, специфика их пуска. Особенности использования принципа параллельного возбуждения. Описание двигателей смешанного возбуждения и сфера их применения.
  
  реферат [1,2 M], добавлен 31.03.2014
  

• Асинхронные двигатели

  Устройство трехфазной асинхронной машины, ее основные элементы, режимы и принцип работы, история создания и применение на современном этапе. Порядок и условия получения вращающегося магнитного поля. Зависимость электромагнитного момента от скольжения.
  
  контрольная работа [2,5 M], добавлен 14.01.2010
  

• Система зажигания карбюраторных двигателей

  Общие сведение о современной системе зажигания карбюраторных двигателей. Прерыватель-распределитель, катушка, свечи и замок зажигания: устройство, предназначение и принцип действия. Схема батарейной системы зажигания. Установка зажигания в двигателе.
  
  реферат [465,3 K], добавлен 14.07.2010
  

• Перфораторы

  Инструмент для бурения шпуров, его классификация и разновидности, функциональные особенности и условия применения. Телескопные, гидравлические и колонковые перфораторы: понятие и внутреннее устройство, оценка возможностей, сравнительное описание.
  
  реферат [28,6 K], добавлен 25.08.2013
  

• Конструкции лопастных нагнетателей

  Вентилятор как приводимое двигателем устройство для создания потока воздуха или другого газа, сферы и особенности их использования. Радиальные вентиляторы: внутренняя структура и элементы, принцип работы, классификация: общего и специального назначения.
  
  реферат [181,5 K], добавлен 05.03.2015
  

• Контроллер шагового двигателя

  Основные виды, устройство и принцип работы шаговых двигателей. Управление шаговым двигателем с помощью автономного контроллера. Управление контроллером с помощью системы программирования PureBasic. Модель крана как пример применения шаговых двигателей.
  
  дипломная работа [5,7 M], добавлен 06.03.2013
  

• Общие сведения о гидравлических машинах

  Основные типы насосов и гидродвигателей, их назначение, классификация и область применения. Параметры гидромашин. Устройство, принцип действия шестеренного насоса. Классификация гидродвигателей. Пластинчатые насосы однократного и двукратного действия.
  
  презентация [344,2 K], добавлен 22.09.2009
  

• Технологическое оборудование предприятий общественного питания

  Структура и классификация технологического оборудования. Энергетическое, транспортное и технологическое промышленное оборудование. Использование комбинированных дизельно-электрических, дизельно-гидравлических или электро-гидравлических двигателей.
  
  презентация [79,6 K], добавлен 22.10.2013
  

• Система автоматического регулирования соотношения скоростей двигателей

  Принцип действия системы автоматического регулирования соотношения скоростей вращения двигателей. Построение сигнального графа САР. Линеаризация системы дифференциальных уравнений. Взвешенный сигнальный граф и схема линейной математической модели САР.
  
  курсовая работа [382,4 K], добавлен 01.10.2016
  

• Разработка конструкции шпинделя привода прокатных клетей

  Обзор известных конструкций шпинделей, универсальные шпиндели на подшипниках качения и скольжения, шариковый (роликовый) и зубчатый шпиндели. Выбор параметров шарнира, расчет усилий, действующих на элементы конструкции шпинделя, напряжения в щеке и теле.
  
  курсовая работа [28,6 M], добавлен 04.05.2010
  

• Типы газотурбинных двигателей

  Предназначение и принцип работы паротурбинных и газотурбинных двигателей. Опыт эксплуатации судов с ГТУ. Внедрение ГТД в различные отрасли промышленности и транспорта. Производство турбореактивного двигателя с форсажной камерой, схема его подключения.
  
  презентация [2,7 M], добавлен 19.03.2015
  

• Расчет диска компрессора газотурбинного двигателя

  Основные элементы конструкций газотурбинных двигателей самолетов. Диски компрессоров и турбин. Оценка напряженности диска. Пределы упругости и текучести материала. Деформации наиболее нагруженных участков диска. Коэффициенты запаса по прочности диска.
  
  курсовая работа [40,9 K], добавлен 14.06.2012
  

• Типы синхронных машин и их устройство

  Применение синхронных двигателей в устройствах автоматики и техники. Изготовление ротора, турбогенератора. Предназначение двигателей для привода мощных вентиляторов, мельниц, насосов и других устройств. Конструктивное исполнение статора синхронной машины.
  
  презентация [2,0 M], добавлен 01.09.2015
  

• Шаговый двигатель

  Шаговые двигатели, их преимущества и недостатки, статические и динамические характеристики. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением. Различные способы управления фазами. Зависимость момента от угла поворота ротора для одной запитанной обмотки.
  
  курсовая работа [995,1 K], добавлен 07.03.2015
  

• Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета

  Понятие, виды, преимущества комбинированного двигателя. Ракетно-прямоточный двигатель, который представляет собой двигатель прямоточной схемы, в воздушном контуре которого установлены ракетные двигатели. Турбопрямоточный двигатель Pratt & Whitney J58-P4.
  
  реферат [3,4 M], добавлен 03.12.2011
  

• Совершенствование электропривода бетоносмесителя СБ-138 А на основе вентильно-индукторных двигателей

  Требования к приготовлению бетонной смеси. Совершенствование привода бетоносмесителя СБ-138 А. Устройство управления вентильно-индукторным двигателем. Меры по повышению производительности двигателей на бетоносмесителях и уменьшению затрат энергии.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.02.2014
  

• Устройство и эксплуатация гидравлических машин

  Особенности и принципы работы гидравлических реле давления и времени. Характеристика основных способов разгрузки насосов от давления. Суть дроссельного регулирования. Гидравлические линии. Эксплуатация объемных гидроприводов в условиях низких температур.
  
  контрольная работа [190,2 K], добавлен 10.02.2015
  

• Ленточный конвейер

  Понятие о ленточных конвейерах, их основные элементы конструкции, классификация, достоинства и недостатки. Классификация лент, технологический процесс и процесс сборки конвейера. Область применения, устройство и принцип действия ленточного конвейера.
  
  реферат [400,3 K], добавлен 08.02.2014
  

• Строительные машины

  Силовое оборудование: двигатели внутреннего сгорания, электрические. Приводы строительных машин: гидравлические, электрические, пневматические - достоинства и недостатки. Трансмиссии: силовая передача, карданная, сцепление. Дифференциальный механизм.
  
  реферат [36,0 K], добавлен 29.11.2007
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам