Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2786.Бурение нефтяных и газовых скважин..pdf
Скачиваний:
158
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
32.89 Mб
Скачать

Секционные унифицированные шпиндельные турбобуры

Секционные унифицированные шпиндельные турбобуры типа ЗТСШ1 предназначены для бурения скважин шарошечными и алмазными доло­ тами.

В настоящее время выпускаются турбобуры ЗТСШ1 с диаметрами корпуса 172, 195 и 240 мм.

Турбобуры состоят из трех турбинных и одной шпиндельной секции (рис. 4.1). В шпинделе установлена непроточная резинометаллическая осевая опора, которая выполняет также функцию уплотнения вала тур­ бобура.

В каждой турбинной секции размещено около 100 ступеней турбины, по четыре радиальные опоры и по три ступени предохранительной осевой пяты. Последняя применяется для устранения опасности соприкосновения роторов и статоров турбины из-за износа шпиндельного подшипника в процессе работы.

В турбобурах ЗТСШ1 устанавливается цельнолитая металлическая тур­ бина, а в турбобурах ЗТСШ1-ТЛ — составная турбина, проточная часть ко­ торой, лопаточный венец, изготовлена методом точного литья.

Рис. 4.1. Шпиндельный унифицированный турбобур типа ЗТСШ1

Шифр турбо-

Тип тур­

Число

Расход

Крутя­

Частота

Перепад

 

 

Диа-

ступе­

щий

враще­

давле­

Длина,

Масса,

бура

бины

ней

жидко­

момент

ния при

метр,

 

 

турби­

сти, л/с при ЫтлХ1

ния,

м

кг

мм

 

 

ны, пгг.

 

Нм

А/щах, С 1

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗТСШ1-240

30/16,5

315

32

2648

7,4

5,5

23,3

5975

240

ЗТСШ1-195

26/16,5

330

30

1481

6,6

3,9

25,7

4790

195

ЗТСШ1-195ТЛ

24/18

318

40

1746

5,9

2,9

25,7

4325

195

ЗТСША-195ТЛ

21/16,5

327

30

1961

12,1

6,5

25,9

4745

195

ЗТСШ 1-172

28/16

336

25

1765

10,4

8,8

25,4

3530

172

П р и м е ч а н и е . Nn»» — максимальная мощность турбобура. Плотность

жидкости -

1000 кг/м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве запасного комплекта к турбобурам ЗТСШ1-195ТЛ поставля­ ется и турбина типа 24/18-195ТПК, лопаточный венец которой выполнен из пластмассы.

Технические характеристики секционных унифицированных шпин­ дельных турбобуров ЗТСШ1 приведены в табл. 4.1.

Высокомоментные турбобуры с системой гидроторможения

Высокомоментные турбобуры типа АГТШ с системой гидродинамиче­ ского торможения предназначены для бурения глубоких скважин шаро­ шечными долотами, но могут применяться и при алмазном бурении. Ма­ шиностроительные заводы Минхиммаша выпускают турбобуры АГТШ с диаметром корпуса 164, 195 и 240 мм.

Турбобуры состоят из трех секций и шпинделя (рис. 4.2). Две турбин­ ные секции содержат многоступенчатую высокоциркулятивную турбину. В третьей устанавливаются ступени гидродинамического торможения (ГТ). Ступени ГТ состоят из статора и ротора, лопатки венцов которых имеют безударное обтекание жидкостью на тормозном режиме. При вращении такого ротора возникает крутящий момент, противоположный моменту, развиваемому турбиной турбобура. Величина тормозящего момента про­ порциональна частоте вращения вала.

В шпинделе турбобура установлен упорно-радиальный шарикопод-

Та б л и да 42

Шифр

 

Число

Число

Тип

ступе­

турбо-

ней

ступе­

турбины

ней ГТ,

бура

турби­

 

 

ны, пгг.

пгг.

 

 

 

 

 

Частота

Пере­

 

 

 

Расход

Крутя­

пад

Дли-

Мас­

Диа-

щий мо­

враще­

давле­

жидко­

мент при

ния при

ния при

на, м

са, кг

метр,

сти, л/с

А/max, H-M

Nina*,

A/maxi

 

 

мм

 

С 1

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А9ГТШ

А9К5Са

210

99

45

3060

4,9

5,5

23,3

6165

240

А7ГТШ

А7Н4С

228

114

30

1814

6,0

6,9

24,9

4425

195

А6ГТШ

А6КЗС

240

75

20

779

6,0

4,5

24,5

2960

164

 

 

W

максимальная

мощность

турбобура. Плотность

жидкости -

Рис 4.2. Турбобур с системой гидроторможения типа А7ГПН и А9ГТШ

шипник серии 128 000. В качестве уплотнения вала используются круглые резиновые кольца ПРУ.

Технические характеристики высокомоментных турбобуров типа АГТШ приведены в табл. 4.2.

Многосекционные турбобуры

Существующая технология турбинного бурения в большинстве случаев основана на применении серийных турбобуров АГТШ или ЗТСШ1 в том виде, в каком они поставляются машиностроительными заводами. Энерге­ тические характеристики этих турбобуров, как правило, не удовлетворяют оптимальным параметрам отработки шарошечных долот и гидравлической программе бурения. Особенно это относится к применению новых шаро­ шечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами (ГНУ и ГАУ), а также к использованию одного бурового насоса при бурении сква­ жины.

С целыо снижения частоты вращения долота и наращивания крутяще­ го момента на валу турбобура применяют многосекционные (свыше трех секций) турбинные сборки. Серийные турбобуры, собранные из пяти —

Рис. 4.3. Шпиндель с лабиринтным дисковым уплот­ нением

шести турбинных секций, позволяют эф­ фективно отрабатывать высокопроизводи­ тельные долота при пониженных расходах бурового раствора, а также предоставляют технологам значительно более широкие возможности для выбора оптимальных па­ раметров режима бурения.

В дальнейшем усовершенствованные многосекционные турбобуры испытыва­ лись при бурении глубоких скважин в РФ

иза рубежом как с отечественными, так и

самериканскими долотами. Стойкость

шарошечных долот производства США составляла 15—60 ч.

По своей конструктивной схеме многосекционный турбобур не отличается от серийного. Однако увеличение числа тур­ бинных секций предъявляет более высо­ кие требования к надежности работы шпинделя турбобура? Он должен быть не только надежнее, но и долговечнее, чем применяемые в настоящее время шпинде­ ли серийных турбобуров. Этим требовани­ ям отвечают шпиндели с лабиринтным дисковым уплотнением типа ШФД (рис. 4.3), которыми в скором времени будут оснащаться серийно выпускаемые турбо­ буры.

Многосекционный турбобур является дорогой машиной, поэтому его срок служ­ бы до списания должен быть увеличен

не менее чем до 2000 ч. Результаты испытаний таких турбобуров со

шпинделями типа

ШФД

показали,

что их

долговечность

составляет

2000-4000 ч.

характеристика

многосекционного турбобура

может

Энергетическая

Т а б л и ц а 4.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количе­

Число

 

 

 

Крутя­

Частота

Пере­

 

 

Диа-

 

ство

ступе­

Число

Расход

щий

враще­

пад

Длина

метр

Тип сборки

момент

давле­

турбин­

ней

ступе­

жидко­

ния при

турбо­

турбо­

турбобура

ных сек­

турби­

ней ГТ

сти, л/с

при

Nxn&Xi

ния при

бура, м

бура,

 

ций

ны

 

 

 

Nra&xt

с~'

^maxi

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Нм

 

МПа

 

 

 

5А9ГТШ

5

315

210

32

2221

3,4

6,2

 

42

240

6А7ГТШ

6

348

348

26

1893

4,3

10,4

 

49

195

6ТСШ1-195ТЛ

6

636

30

1742

4,4

3,4

 

49

195

5А6Ш

5

630

-

18

1575

8,1

9,8

 

40

164

П р и м е ч а н и е . Nmax — максимальная

мощность турбобура. Плотность

жидкости -

1000 кг/м3.