- •3. Гидравлические забойные двигатели.
- •3.1. Турбобуры. Общие сведения.
- •3.2. Характеристика решетки турбины. Планы скоростей.
- •3.4. Уравнение Эйлера для турбины турбобура.
- •3.5. Напор срабатываемый в турбине и его составляющие.
- •3.6. Безразмерные коэффициенты решеток турбин.
- •3.7. Классификация решеток прямоточных турбин.
- •3.8. Характеристики турбины.
- •3.9. Характеристика «турбобур-долото-забой» (тдз).
- •3.10. Конструктивные разновидности турбобуров
- •3.5. Винтовые забойные двигатели
- •3. Конструкции осевых опор
3.10. Конструктивные разновидности турбобуров
- односекционные бесшпиндельные типа Т12;
- односекционные бесшпиндельные унифицированные типа ТУ-К;
- секционные бесшпиндельные типа ТС;
- секционные шпиндельные унифицированные типа ТСШ1; 2Т-К;
ЗТ-К;
- секционные шпиндельные для бурения алмазными долотами типа ТСША;
- секционные шпиндельные с наклонной линией давления, со ступенями гидродинамического торможения типа АГТШ;
- с плавающими статорами типа ТПС;
- редукторные типа ТР;
- турбинные отклонители типа ТО;
- турбобуры-отклонители с независимой подвеской валов турбинной секции типа ТО2;
- шпиндель-отклонитель типа ШО1;
- для отбора образцов пород (керна) — колонковые трубодолота типа КТД;
- керноприемное устройство типа УКТ.
Рис. 7. Односекционный турбобур
1 и 24 – переводники; 2 – втулка корпуса; 3 – корпус; 4 – контргайка; 5 – колпак; 6 – роторная гайка; 7 и 10 – диски пяты; 8 – подпятник; 9 – кольцо пяты; 11 и 18 – регулировочные кольца; 12 и 17 – уплотнительные кольца; 13 – статор; 14 – ротор; 15 – втулка средней опоры; 16 – средняя опора; 19 – упор; 20 – шпонка; 21 – втулка нижней опоры; 22 – ниппель; 23 – вал.
Рис. 8. Конструктивная схема турбинно-винтового низкообо-ротного двигателя ТНВ.
Рис. 9. Редукторный турбобур ТРМ-195.
А – турбина; В – опорный узел; С – редуктор-вставка;
Д - опорный узел; Е – долото.
.
Рис. 10. Устройство керноотбор-ное турбинное 2УКТ-172/40.
1-турбинная секция; 2 - шпиндель; 3-бурголовка; 4– керно-приёмник; 5 - ступень турбины; 6– осевая опора.
Отличительной особенностью этого турбобура является то, что его вал имеет сквозное центральное отверстие
Кроме перечисленных конструктивных разновидностей турбобуров выпускаются роторно-турбинные буры (IРТБ) и реактивно-турбинные буры (IIРТБ), предназначенные для бурения скважин большого диаметра и шахтных стволов.
3.5. Винтовые забойные двигатели
Рис.11. Двигатель общего назначения Д2-195. 1-верхний переводник; 2-муфта ротора; 3-ротор; 4-статор;5-гибкий вал; 6-пере-водник шпинделя; 7-муфта шпинделя; 8-корпус шпинделя; 9-радиальная опора; 10-торцовый сальник; 11-многорядный упорно-радиальный подшипник; 12-валшпинделя; 13-ниппель; 14-наддолотный переводник.
Основные зависимости для винтовых гидродвигателей
Принятые обозначения: z1 -число заходов статора; z2 -число заходов ротора; i=-передаточное отношение; е - эксцентриситет; t - шаг винтовой линии ротора; Т- шаг винтовой линии статора; D - расчётный диаметр; Мр - момент на валу ротора; Mo - удельный момент; се =- относительный радиус зуба; Δр - перепад давления; nт - частота вращения; Vo - рабочий объём двигателя (расход жидкости за один оборот вала); Q - расход жидкости; S - площадь «живого» сечения шлюзов; со - коэффициент внецентроидности; се - коэффициент формы зуба.
Основные зависимости:
Момент на роторе
Mр=ΔpDte=MoΔpDte=ΔpDte =ΔpDТe
nт==; S=e2[-4,648-co(7,547-0,0346ce)+ce(7,963-0,0053z1)-z1(1,334-7,420co)]
Рис. 2.Зависимость выходных параметров винтовых забойных двигателей
(диаметром 172 мм) от кинематического соотношения героторного механизма. (Q=const,Δp=const,Dдв=const)
Конструктивные разновидности гидродвигателей объёмного типа.
Винтовые забойные двигатели делятся на:
- односекционные типа Д, Д1;
- секционные типа ДС, ДЗ;
- секционные с полым ротором, с торсионом типа Д2, ДГ.
Турбинно-винтовые забойные двигатели делятся на:
- модульные турбинно-винтовые низкооборотные двигатели типа ТНВ;
- универсальные типа ТПС-У;
- унифицированные модульные типа 2ТУ-КД.
Рис. 3. Характеристика винтового забойного двигателя.
М – момент на валу (тормозной момент); n – частота вращения вала; ΔР – перепад давления на двигательной части; N – мощность на валу; η – коэффициент полезного действия.