1.1.2 Опори турбобурів
В процесі буріння осьове навантаження на долото передається через турбобур, оскільки він, як правило, встановлюється безпосередньо над породоруйнівним інструментом. Для сприйняття і передачі осьового навантаження турбобур має спеціальну опору, розміщену у верхній або нижній частинах корпуса турбобура. Вал турбобура також має радіальні опори, призначені для центрування вала, який працює при високих осьових навантаженнях і швидкостях обертання.
Як осьову опору в турбобурах використовують гумовометалеві підшипники ковзання, а також багаторядні кульові опори спеціальної конструкції.
Гумовометалевий підшипник складається з декількох ступенів. Кожний ступінь включає підп’ятник, який закріплюється в корпусі, диск п’яти, який знаходиться на валу турбобура і кільце п’яти, яке служить для захисту вала турбобура від зносу і для забезпечення заданої віддалі між дисками п’яти (рисунок 1.4).
1 – підп’ятник; 2 – диск п’яти; 3 – кільце п’яти
Рисунок 1.4 – Гумовометалевий підшипник турбобура
Підп’ятник по дисковій частині облицьований гумою, тобто по верхній, нижній і внутрішній циліндричній поверхнях. Корпус підп’ятника має канали для пропуску промивальної рідини.
Коефіцієнт тертя ковзання для гумовометалевих опор турбобура залежить від їх стану, властивостей промивальної рідини, температури та інших факторів.
Для гумовометалевих опор ковзання радіус тертя визначається за формулою:
.
(1.13)
де
- відповідно зовнішній та внутрішній
радіуси гумової обкладинки підп’ятника
Радіальна гумовометалева опора турбобура являє собою корпус, внутрішня поверхня якого облицьована гумою. Роль нижньої радіальної опори виконує ніпель турбобура. Гумова обкладинка ніпеля виконує також функції сальникового ущільнення.
Працездатність гумовометалевих підшипників турбобура в абразивному середовищі коливається в межах 50-150 год. Цим часом визначається міжремонтний термін роботи турбобура. Відносно велика працездатність гумовометалевих підшипників турбобура пояснюється тим, що тверді частинки , які знаходяться в промивальній рідині, попадаючи в зазор між еластичною обкладинкою підп’ятника і сталевим диском п’яти, втискуються в гумову поверхню. Внаслідок цього сила притиску твердих частинок до сталевого диску визначається пружністю гуми і не залежить від питомого тиску між металевою і гумовою поверхнями. Еластична обкладинка підп’ятників осьової опори турбобура дозволяє рівномірно розподілити осьове навантаження по ступенях в межах 0,5-1МПа. Коефіцієнт тертя при промиванні водою в гумовометалевій опорі складає (0,04-0,10), а в глинистому розчині (0,06-0,16).
Осьова опора кочення представляє собою радіально-упорний багаторядний безсепараторний кульовий підшипник (рисунок 1.5)
1 – зовнішнє кільце; 2 – внутрішнє кільце; 3 – куля;
4 – зовнішнє розпірне кільце; 5 – внутрішнє розпірне кільце
Рисунок 1.5 – Багаторядна осьова опора кочення
Один ступінь підшипника складається із зовнішнього і внутрішнього робочих кілець, між парами яких розміщуються кулі. Віддалі між робочими кільцями визначаються розмірами розпірних кілець. Від попадання великих абразивних частинок підшипник захищений сальником. Оскільки безсепараторні підшипники працюють в абразивному середовищі, велике значення на їх працездатність має правильна приробка опори. Спочатку в процесі приробки відбувається перерозподіл осьового навантаження по ступенях підшипника. Рівномірний розподіл навантаження між ступенями п’яти сприяє тривалішій нормальній роботі підшипників кочення.