|
|||||||
Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!! Литература |
Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг) |
||||||
ВСЕ О БУРОВОМ ИНСТРУМЕНТЕ
|
|||||||
ВНИМАНИЕ В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML. Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF. ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы. |
|||||||
В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления. Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки. Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск. |
|||||||
анекдоты программы истории |
Выпуск 6. Забойные гидравлические двигатели 6.1. Турбинные забойные двигатели (турбобуры) 6.1.1. Турбобуры односекционные бесшпиндельные типа Т12 6.1.2. Турбобуры односекционные бесшпиндельные унифицированные. 6.1.3.Турбобуры секционные шпиндельные унифицированные типа ТСШ1. 6.1.4. Малогабаритные секционные турбобуры. 6.1.4.1. Турбобур ЗТ105К 6.1.4.2. Турбобур ТПР - 105 6.1.4.3. Турбобуры ТШ - 108Б, ТГ - 124. 6.1.5. Турбобуры секционные шпиндельные 6.1.5.1. Турбобур типа ТСША 6.1.5.2. Турбобуры ТШ - 195. ТШ - 240 6.1.6. Турбобуры секционные шпиндельные типа АГТШ. 6.1.7. Секционный шпиндельный турборур с плавающими статорами 6.1.7.1. Турбобур ТПС - 172.. 6.1.8. Редукторные турбобуры. 6.1.9. Турбобуры - отклонители. 6.1.9.1. Турбобуры - отклонители ТО - 240КЕ.. 6.1.9.2. Шпиндель - отклонитель ШО1 - 195. 6.1.10. Колонковые трубодолота 6.1.10.1. Керноотборный турбобур со съемным керноприемником 2УКТ - 172/40. 6.2. Винтовые забойные двигатели. 6.2.2 . Винтовые забойные двигатели НПО "Буровая техника" – ВНИИБТ. 6.2.3. Винтовые забойные двигатели АО "Кунгурский машиностроительный завод"и ОАО «Павловский машзавод». 6.3. Турбинно - винтовые забойные двигатели. 6.3.1. Универсальные турбинно - винтовые двигатели типа ТПС - У. 6.3.2. Унифицированные модульные турбинно - винтовые двигатели 2ТУ240КД. 6.3.3. Модульные турбинно - винтовые двигатели ТНВ. 6.4. Роторно – турбинные и реактивно - турбинные буры типа РТБ. 6.5. Отдельные узлы и сменные детали забойных двигателей. 6.6. Нестандартное оборудование для оснащения цехов по ремонту гидравлических забойных двигателей. Выпуск 6. Забойные гидравлические двигатели В настоящее время отечественными машиностроительными заводами выпускаются четыре вида гидравлических забойных двигателей: - турбинные забойные двигатели (турбобуры) различного конструктивного исполнения (Т); - винтовые забойные двигатели типа Д (ВЗД); - турбинно-винтовые забойные двигатели (ТВЗД). - агрегаты РТБ (реактивно-турбинные буры и роторно-турбинные буры), комплектуемые серийными турбинными или винтовыми забойными двигателями. Основным разработчиком забойных гидравлических двигателей является ОАО НПО "Буровая техника" – ВНИИБТ. В связи с постоянным совершенствованием конструкций и улучшением технологии изготовления забойных двигателей приводимые характеристики могут незначительно отличаться. Заводами изготавливаются следующие основные типы гидравлических забойных двигателей: 1.Турбинные забойные двигатели (турбобуры) (Т): - 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. 2. Винтовые забойные двигатели (ВЗД): - односекционные типа Д, Д1; - секционные типа ДС, ДЗ; - секционные с полым ротором, с торсионом типа Д2, ДГ. 3. Турбинно-винтовые забойные двигатели (ТВЗД): - модульные турбинно-винтовые низкооборотные двигатели типа ТНВ; - универсальные типа ТПС-У; - унифицированные модульные типа 2ТУ-КД. 4. Роторно-турбинные и реактивно-турбинные буры типа РТБ: - роторно-турбинные буры типа IРТБ ; - реактивно-турбинные буры типа IIРТБ, Турбинные забойные двигатели (турбобуры) выпускаются с турбинами: - металлическими цельнолитыми (отливка в земляные формы); - металлическими, составными точного литья (ТЛ); - пластмассовыми, составными (металлические ступицы и пластмассовые проточные части); с опорами: - скольжения (резинометаллическими); - качения (шаровыми, в т. ч. как с уплотнениями, так и без них -проточные). 6. 1. Турбинные забойные двигатели (турбобуры) 6. 1. 1. Турбобуры односекционные бесшпиндельные типа Т12 В настоящее время из всей серии турбобуров типа Т12 выпускается турбобур Т12РТ240, который используется в основном для бурения верхних интервалов вертикальных и наклонно-направленных скважин различного назначения, а также для комплектации роторно-турбинных буров диаметрами 394...640 мм. Каждая ступень турбины состоит из ротора и статора, имеющих у разных типов турбин различное число лопаток соответствующей осевой высоты. На валу турбобура установлены роторы и вращающиеся детали радиальных опор и резинометаллической пяты. Эти детали на валу зажимаются роторной гайкой. Для предохранения роторной гайки от самоотвинчивания предусмотрен колпак с внутренним конусом, закрепляемый контргайкой. В корпусе турбобура установлены невращающиеся детали: статоры, резинометаллические средние опоры и подпятники, весь пакет стягивается внутри корпуса ниппелем. Корпус турбобура присоединяется к бурильной колонне с помощью переводника. Вал турбобура имеет радиальные опоры, воспринимающие поперечные нагрузки, и осевые опоры, воспринимающие осевые нагрузки, действующие на вал в процессе бурения. К нижней части вала через предохранительный переводник присоединяется долото и имеются окна для прохода бурового раствора к долоту. Турбобур Т12РТ-240 в отличие от своего предшественника, базового турбобура Т12МЗБ-240, в случае использования для комплектации агрегатов РТБ имеет на наружной поверхности корпуса напрессованное упорное кольцо для передачи осевой нагрузки на долото, создаваемой с помощью грузов-утяжелителей агрегатов РТБ. Типы присоединительных резьб на переводниках корпуса и вала турбобура позволяют осуществлять его монтаж с долотом соответствующего диаметра в конкретных конструкциях агрегатов РТБ.Основные параметры односекционных турбобура типа Т12РТ240 приведены в таблице 6.1. 6. 1. 2. Турбобуры односекционные бесшпиндельные унифицированные. Турбобуры односекционные бесшпиндельные унифицированные ТУ240К предназначены для бурения верхних интервалов вертикальных и наклонно направленных скважин различного назначения, а также для использования в качестве нижней секции для комплектации двух- и трехсекционных шпиндельных унифицированных турбобуров 2ТУ240К, ЗТУ240К, а также унифицированных модульных турбинно-винтовых двигателей 2ТУ240КД. Турбобуры с наружным диаметром 240 мм применяются при бурении скважин шарошечными и безопорными долотами различных типов и серий диаметрами 269,9...393,7 мм и более. Унифицированный турбобур ТУ240К содержит турбинный и опорный валы со стандартными диаметральными габаритами, соединяемые между собой с помощью разъемных муфт конусно-винтового типа, обеспечивающих высокую надежность передачи момента силы, легкость сборки-разборки и ревизию турбобура. На турбинном валу устанавливается 107 ступеней турбин пониженной осевой высоты, обеспечивающих в стандартных габаритах унифицированных турбобуров повышение момента силы на 25% с единицы осевой длины вала турбобура. Новые турбины пониженной высоты изготавливаются методом точного литья по выплавляемым моделям - турбина 37/11-240ТЛ, либо полукокильным методом в земляные формы - турбина 37/11-240. В случае необходимости в корпусе турбобура может быть установлено 85 ступеней серийной турбины. На опорном валу устанавливается резинометаллическая опора скольжения с упрочненными дисками пяты или опора качения с упрочненными обоймами. В турбобуре предусмотрены унификация турбинных секций с возможностью замены их непосредственно на бурящейся скважине и узлы установки опорно-центрирующих элементов. Основные параметры унифицированных односекционных бесшпиндельных турбобуров ТУ240К и двухсекционных турбобуров 2ТУ240К приведены в таблице. 6.1. 6. 1. 3. Турбобуры секционные шпиндельные унифицированные типа ТСШ1. Турбобуры секционные шпиндельные унифицированные типа ТСШ1 (ЗТСШ1-172, ЗТСШ1-195, ЗТСШ1-195ТЛ и ЗТСШ1-240) предназначены для бурения глубоких вертикальных и наклонно направленных скважин различного назначения (на нефть, газ и другие полезные ископаемые) с использованием буровых растворов при температуре не более 120 °С. Турбобуры ЗТСШ1-172, ЗТСШ1-195, ЗТСШ1-195ТЛ и ЗТСШ 1-240 выпускаются соответственно с наружными диаметрами 172; 195 и 240 мм. В зависимости от технологических требований проводки скважин эти турбобуры могут применяться в одно-, двух- или трехсекционном исполнении в сочетании с шарошечными и безопорными долотами различных типоразмеров и серий в соответствии с рекомендуемыми зазорами между стенками скважины и корпусом турбобура в конкретных геолого-технических условиях месторождений. Рабочий орган турбобура типа ТСШ1 (рис.6.1.) представляет собой многоступенчатую гидравлическую турбину осевого типа, выполненную в турбобурах ЗТСШ-172 и ЗТСШ1-195 цельнолитой, а в турбобурах ЗТСШ1-195ТЛ - составной; проточная часть последнего оснащена турбинами, изготовляемыми методом точного литья. Осевая опора у этих турбобуров вынесена в самостоятельную шпиндельную секцию, которая может быть заменена непосредственно на бурящейся скважине. В турбобурах типа ТСШ1 проведена межтиповая унификация, в результате которой различные типы турбин, корпуса, валы, опоры, полумуфты и переводники в пределах одного габаритного размера имеют одинаковые посадочные и присоединительные размеры, благодаря чему представляется возможным применять в них турбины и осевые опоры любого типа. В секциях турбобура предусмотрена возможность установки высоко- и низкооборотных цельнолитых турбин, составных турбин точного литья и пластмассовых, а в шпиндельной секции - как опоры скольжения (резинометаллическую пяту), так и качения (радиально-упорный подшипник). В верхней части вала турбинных секций турбобуров типа ТСШ1 устанавливаются три предохранительные ступени резинометаллической проточной пяты, предотвращающей посадку роторов турбины на статоры, которая может произойти в случае неправильной регулировки осевых зазоров в турбине, а также износа осевой опоры турбобура выше допустимой нормы или по другим причинам. Благодаря этому ресурс работы турбинных секций повышается в 1,5...2 раза. Основные параметры турбобуров типа ТСШ1 приведены в таблице 6.1. К этому же типу забойных двигателей относятся унифицированные двух- и трехсекционные турбобуры 2Т195К и ЗТ195К с улучшенной энергетической характеристикой, базирующиеся на турбине нового типа, обеспечивающей повышение не менее чем на 30 % величины момента силы на выходном валу. Ступени турбины изготавливаются методом точного литья по выплавляемым моделям. Они выполнены в цельнолитом варианте и не требуют применения изготовления ступиц. В этих унифицированных турбобурах возможно применение всех типов турбин в габаритах 195 мм, в т. ч. и комбинированной металло-пластмассовой турбины Т195К. Применение современных технологических процессов упрочнения рабочих поверхностей дисков пяты, втулок радиальных опор, опор качения, а также новых ударопрочных марок чугуна, резин трудно-вымываемых смазок гарантирует 1,5...2-кратное увеличение наработки на отказ шпиндельных и турбинных секций. Благодаря использованию дроссельного устройства снижаются утечки бурового раствора на выходе вала турбобура, предотвращается зашламление опорных элементов, особенно при бурении гидромониторными долотами. Основные параметры турбобуров 2Т195К и ЗТ195К приведены в таблице 6.1. 6. 1. 4. Малогабаритные секционные турбобуры. 6. 1. 4. 1. Турбобур ЗТ105К Секционные шпиндельные турбобуры ЗТ105К (диаметром 105 мм), предназначены для выполнения работ при капитальном ремонте скважин, разбуривания цементных стаканов (мостов), песчаных пробок, отложений солей в обсадных колоннах при использовании долот различных типов диаметром 118...139,7 мм. Конструкция турбобура ЗТ105К существенно отличается от известных конструкций турбобуров ТС4А-104,5; ТПС-105 и др. Турбобур ЗТ105К состоит из трех турбинных и одной шпиндельной секций и базируется на турбине нового типа пониженной осевой высоты (24/8-105), изготовляемой методом точного литья по выплавляемым моделям, обеспечивающей увеличение мощности на 30% (за счет повышения частоты вращения и мсмента силы на выходном валу, снимаемого с единицы осевой длины турбобура), надежность в эксплуатации (в части предотвращения зашламлеиия турбины). В шпиндельной секции турбобура установлена резинометаллическая пята с "утопленной резиновой подушкой" и упрочненными дисками. С целью исключения возможности зашламления опоры над пятой размещен дроссель с регулируемым величины зазора между уплотняющими рабочими поверхностями трения. Для предотвращения зашламления турбобура снизу в его конструкции предусмотрена установка обратного клапана, в котором использован принцип эшелонированной защиты уплотняющих резиновых манжет. Основные параметры турбобура ЗТ105К приведены в таблице 6.1. 6. 1. 4. 2. Турбобур ТПР - 105 Турбобур ТПР-105 (рис. 6.2.) предназначен для бурения вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин, разбуривания цементных мостов, стаканов и пробок долотами диаметром 118 – 139 мм. Турбобур состоит из шпиндельной и двух турбинных секций. Турбинная секция включает многоступенчатую стальную турбину, выполненную методом точного литья по выплавляемым моделям. Основные параметры турбобура ТПР-105 приведены в таблице 6.2. Конструкция турбобура ТПР-105 выполнена по схеме с плавающим ротором на профильном валу, что упрощает сборку и регулировку секций, их взаимозаменяемость и позволяет отрабатывать осевую опору шпинделя до максимального допустимого износа. 6. 1. 4. 3. Турбобуры ТШ - 108Б, ТГ - 124. Турбобуры ТШ-108Б и ТГ-124 (рис.6.3.) предназначены для привода шарошечных долот и долот режущего типа при проведении работ по капитальному ремонту скважин или бурении прямолинейных и искривленных участков стволов нефтяных и газовых скважин. Турбобуры оснащены турбинными ступенями (2), имеющими высокие энергетические параметры. В шпинделе (4) выполнена радиальная опора-ниппель (6), приближенная к долоту (7). Осевая опора (5) представляет собой многорядный резинометаллический подшипник, в котором применены диски и подпятники с повышенной износостойкостью пар трения.. В конструкции шпинделя предусмотрен оригинальный противоаварийный узел, исключающий выпадение вала из корпуса. Благодаря высоким энергетическим параметрам турбобуры эффективно работают как при разбуривании цементных мостов, так и горных пород. Опыт применения турбобуров буровыми предприятиями Нижневартовска показал их высокую надежность по сравнению с аналогами. Основные технические характеристики турбобуров ТШ-108Б, ТГ-124 приведены в таблице 6.3. 6. 1. 5. Турбобуры секционные шпиндельные 6. 1. 5. 1. Турбобур типа ТСША Турбобуры типа ТСША - секционные шпиндельные для бурения алмазными долотами ЗТСША-195ТЛ предназначены для бурения глубоких вертикальных и иаклонно направленных скважин различного назначения алмазными долотами с использованием буровых растворов при температуре не более 120°С. Этот турбобур создан на базе унифицированного секционного шпиндельного турбобура ЗТСШ1- 195 и имеет диаметр 195 мм. Однако в отличие от базового турбобура его турбинные секции комплектуются специальной высокооборотной, высокомоментной турбиной 21/16,5-195ТЛ, изготовленной методом точного литья по выплавляемым моделям, благодаря чему обеспечивается возможность бурения нефтяных и газовых скважин долотами с вооружением из натуральных и искусственных алмазов. Отличительной конструктивной особенностью шпиндельной секции турбобура ЗТСША-195ТЛ является наличие узла лабиринта, который предохраняет 25-ступенчатую резинометаллическую осевую от проникновения в нее крупных абразивных частиц. Для увеличения стойкости опоры используются подпятники с увеличенной шириной опорной резиновой поверхности. Система крепления деталей на валу и в корпусе турбобура аналогична используемой в турбобурах ЗТСШ1-195ТЛ. Основные параметры турбобуров ЗТСША-195ТЛ в таблице 6.4. 6. 1. 5. 2. Турбобуры ТШ - 195. ТШ - 240 Турбобуры ТШ-195 и ТШ-240 (рис. 6.4.) предназначены для привода шарошечных долот и долот режущего типа при бурении вертикальных и наклонно направленных скважин, в том числе в многолетне-мерзлых породах. Турбобуры оснащены турбинными ступенями (2), имеющими высокие энергетические параметры. В шпинделе (4) установлена многорядная осевая резино-металлическая опора(5) повышенной грузоподъемности. Турбобуры выпускаются в термостойком, нефтемаслостойком исполнении. В таблице 6.5. приведены технические характеристики турбобуров ТШ-195 и ТШ-240. Турбобуры ТШ-195 и ТШ-240 при меньшей секционности по сравнению с аналогами обладают такими же выходными энергетическими параметрами, что позволяет, сохраняя уровень показателей работы долот , получить примерно полуторо-кратную экономию запасных частей, снизить затраты на транспортировку, сборку и разборку. При равной секционности с аналогами, турбобуры типа ТШ работают при меньшем расходе бурового раствора, меньшей частоте вращения и большем моменте силы. Кроме того, за счет применения усовершенствованных опорных узлов обеспечивается рост наработки на отказ турбобуров. 6. 1. 6. Турбобуры секционные шпиндельные типа АГТШ. Турбобуры секционные шпиндельные со ступенями гидро- динамического торможения типа АГТШ (А6ГТШ, А7ГТШ и А9ГТШ) предназначены для бурения глубоких вертикальных и наклоннонапра-вленных скважин различного назначения при температуре более 110° С. Турбобуры типа АГТШ (рис.6.5.) выпускаются с наружными диаметрами 164...240 мм и состоят из четырех секций: трех идентичных турбинных секций (верхней, средней н нижней) и одной шпиндельной секции. Эти турбобуры снабжены решетками гидродинамического торможения, что обеспечивает их работу с более низкой частотой врашения, чем у турбобуров типа АШ, благодаря чему достигается больший эффект при проводке нижних интервалов скважин в сочетании как с шарошечными, так и безопорными долотами рекомендуемых типоразмеров применительно к конкретным геолого-техническим условиям месторождений. Турбобуры типа АГТШ по конструкции турбинных секций в основном аналогичны турбобурам ТСШ1, кроме турбобура А6ГТШ, который имеет независимую подвеску валов. Основные параметры турбобуров типа АГТШ приведены в таблицах 6.1. и 6.6. 6. 1. 7. Секционный шпиндельный турборур с плавающими статорами. 6. 1. 7. 1. Турборур ТПС - 172. Секционный шпиндельный турборур с плавающими статорами ТПС-172 предназначен для бурения глубоких вертикальных н наклонно-направленных скважин различного назначения с использованием буровых растворов при температуре не более 90 °С. Турбобур ТПС-172 имеет наружный диаметр 172 мм, состоит из трех турбинных и одной шпиндельной секции ( см.рис. 6.6.) и в зависимости от технологических требований проводки скважин может применяться при бурении с шарошечными и безопориыми долотами различных типоразмеров в соответствии с рекомендуемыми сочетаниями диаметров этих долот и турбобуров в конкретных геолого-техиических условиях месторождений. Турбобур ТПС-172 выполнен по новой конструктивной схеме, отличающейся от обычной схемы тем, что 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 деталями, закрепленными на нем. Для этого в корпусах турбинных секций по всей длине внутренней поверхности выполнен шпоночный паз глубиной 2,5 мм. Статор турбины изготовлен из полимерного материала и имеет вид незамкнутого кольца, на внутреннем ободе которого размещена кольцевая пружина (рис.6.7.а) От проворста под действием реактивного вращающего момента в корпусе секции статора турбины удерживаются подпружиненными шпонками, входящими в паз корпуса, а также за счет сил трения, возникающих от действия упругой силы кольцевой пружины. Наружный диаметр статора в сборе больше внутреннего диаметра корпуса секции, поэтому при монтаже турбины в корпусе кольцевая пружина статора сжимается и удерживает статор в корпусе силами упругости пружины. В процессе работы турбобура вибрационная и гидравлическая нагрузки на статор преодолевают удерживающую силу от силы упругости кольцевой пружины. Статоры смещаются вдоль корпуса сверху вниз и опираются торцами кольцевых пружин на резиновые кольцевые элементы в роторах турбины (рис. 6.7.б). Роторы турбины отлиты из стали и снабжены привулка-низироваными резиновыми кольцевыми элементами, которые могут взаимодействовать с кольцевыми пружинами статоров, что исключает соприкосновение лопаточных венцов ротора и статора, т.е. предотвращают их осевой износ и разрушение. Роторы изготавливаются способом точного литья и полукокильным способом, чем объясняется некоторое различие энергетических характеристик турбобура. Ротор полукокильного исполнения в отличие от ротора точного литья изготавливается со ступицей (рис.6 .7.б) В каждой турбинной секции установлено 142 ступени турбины и 4 обрезиненные радиальные опоры. В шпиндельной секции размещена 12-ступенчатая амортизированная шаровая опора качения типа ШШО и 8-ступенчатое лабиринтное уплотнение дроссельного типа в виде чередующихся радиальных опор и дисков. Кроме того, в нижней части шпинделя установлена радиальная резино-металлическая опора. Такое конструктивное решение обеспечивает определенные эксплуатационные преимущества турбобура ТПС-172 перед турбобурами, выполненными по обычной конструктивной схеме, а именно: - существенно увеличена наработка на отказ (межремонтный период работы) турбинных секций; - увеличена наработка на отказ по шпиндельным секциям. Предельно допустимый осевой люфт в шпинделе - 12 мм: - исключена наиболее сложная и ответственная операция сборки турбобура - регулировка турбины; - улучшена энергетическая характеристика турбины в направлении снижения частоты, вращения вала, снижения перепада давления в турбине, увеличения момента силы на валу за счет появившейся возможности увеличить средний диаметр турбины и увеличить число ступеней турбины в секциях; - полностью исключена возможность осевого износа турбины в результате «посадки» ротора на статор при несвоевременной замене шпинделя турбобура; - достигнута возможность взаимозаменяемости турбинных секций при сборке турбобура на скважине - при условии изготовления валов и корпусов в пределах допусков, указанных в чертежах, а также обеспечивается возможность сборки любого числа секций турбобура для обеспечения необходимой энергетической характеристики. Основные параметры турбобуров ТПС - 172 приведены в таблице. 6.7. ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ разработаны конструкции турбобуров ТСШ1М - 195, ТПС - 195М, ТПС - 172У и ТПС - 105 на базе описанной схемы турбобура с плавающими статорами, обладающего значительными энергетическими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с турбобурами, выполненными по традиционной схеме. Их отличает повышенная надежность и безотказность в работе. Основные параметры турбобуров этих типов приведены в таблице 6.7. 6. 1. 8. Редукторные турбобуры Разработанные ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ редук-торные турбобуры с наружным диаметром 105, 120, 145, 178, 195 и 240 мм. предназначены для бурения глубоких вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин на нефть и газ, сверхглубоких и геотермальных скважин, а также для бурения с отбором керна. Благодаря высокому моменту силы они могут быть использованы как с шарошечными, так и с алмазными долотами и долотами с алмазно-твердосплавными пластинами. Высокая прочность редуктора позволяет компоновать с ним одну или несколько турбинных секций различных типов и выполнять редуктор с одной или двумя ступенями передачи. Применение редукторного турбобура позволяет изменять мощность, момент силы и частоту вращения выходного вала турбобура непосредственно на бурящейся скважине путем изменения количества и типа турбинных секций, смены редукторов с различными передаточными отношениями. Технические решения, использованные в редукторе, запатентованы в США, Великобритании, Франции, Германии, Японии. Разработаны редукторные турбобуры в трех модификациях: - турбобуры ТРМ с редуктором-вставкой РМ - турбобуры ТРШ с редукторным шпинделем РШ - турбобуры ТР с турбинно-редукторной секцией. Если по условиям бурения применение редуктора не требуется, то турбобуры собираются в обычном исполнении из турбинных секций и шпинделя. Редуктор-вставка (рис.6.8.) изготовляется в одном диаметральном размере 195 мм под шифром РМ - 195. Он представляет собой сменный узел, выполненный в отдельном корпусе, в котором размещены: - двухрядная зубчатая планетарная передача с зацеплением Новикова, отличающаяся высокой износостойкостью и прочностью, способная передавать момент силы более 10 кН при ограниченных радиальных размерах турбобура; - ведущий и ведомый валы с несущими опорами, установленными с возможностью компенсации перекосов; - система маслозащиты, включающая уплотнения торцового типа и лубрикатор, предназначенный для компенсации возможных утечек масла в процессе эксплуатации и выравнивания давления в масляной полости редуктора в внешним давлением. Конструкция, материалы и технология изготовления уплотнений обеспечивают их надежную работу в абразивной и химически активной средах при осевых и радиальных вибрациях в условиях пульсации давления бурового раствора. Гидровесовая нагрузка от вала турбинных секций и реакция забоя при нагружении долота осевой нагрузкой у редуктора РМ - 195 воспринимаются верхним и нижним шпинделями. Они имеют многорядную комбинированную опору из резинометаллических и шаровых подшипников шпиндельных секций серийных турбобуров. Основные конструктивные данные редуктора РМ-195 приведены в таблице.6.8. Редукторный турбобур ТРМ - 195 с редуктором РМ - 195 наиболее широко применяемая конструкция. Обычно он комплектуется с двумя или тремя турбинными секциями турбобура 3ТСШ1-195. Энергетическая характеристика турбобура ТРМ-195 с этими секциями и его длина приведены в таблице. 6.9. При высокой надежности турбобур ТРМ-195 находит все большее применение при бурении высокостойкими долотами. На месторождениях Западной Сибири объем бурения этим турбобуром превышал 500 тыс.м в год нижних интервалов скважин.ТРМ-195 использовался при бурении самой глубокой в мире скважины на Кольском полуострове. Редукторные шпиндели к турбобурам разработаны в размере 105,145,195 и 240 мм и изготовляются под шифром РШ -105, РШ-145, РШ3-195 и РШ5-240. Редуктор-шпиндель (рис.6.8.) включает в себя корпус с переводниками и размещенные в корпусе планетарную передачу, ведущий и ведомый валы с системой маслозащиты, осевыми и радиальными опорами. Планетарная передача и система маслозащиты по конструктивному решению аналогичны применяемым в редукторе. РШ-195. В осевых опорах используются подшипники качения высокой грузоподъемности. У ведущего вала они воспринимают гидровесовую нагрузку турбинных секций, у ведомого вала - реакцию забоя. Осевые опоры и радиальные опоры из подшипников качения, планетарная передача работают в масле единой маслонаполненной камеры. В нижней части ведомого вала расположена твердосплавная радиальная опора, выполняющая роль уплотнения. Редукторы РШ-105 и РШ-145 выполняются с протоком бурового раствора по центральному каналу, РШ3-195 и РШ5-240 - по кольцевому зазору между корпусом и пакетом деталей, замыкающим маслонаполненную камеру. Основные технические данные редукторов-шпинделей приведены в таблице 6.10. Исключение из компоновки редукторов РШ верхнего и нижнего шпинделей уменьшает длину турбобура и потери момента силы на преодоление трения в осевых опорах, упрощает обслуживание редукторных турбобуров и снижает стоимость обслуживания. Турбинные секции к редукторным шпинделям могут быть поставлены по требованию потребителя. Энергетические характеристики и длина турбобуров с редукторными шпинделями приведены в таблице 6.11. 6. 1. 9. Турбобуры - отклонители. Турбобуры-отклонители типа ТО (ТО-105Р, TO-195К и TO-240К) предназначены для бурения интервалов изменения направления наклонных скважин по зенитному углу и азимуту, а также для забуривания новых стволов скважин в аварийных ситуациях или по технологическим требованиям строительства скважин. Они выпускаются с наружными диаметрами 195 и 240 мм и состоят из турбинной и шпиндельной (отклонительной) секций. Корпусы секций соединяются с помощью искривленного переводника с углом искривления 1°30', а валы - шарнирной муфты, позволяющей передавать момент силы валов с пересекающимися осями вращения. В турбобурах-отклонителях типа ТО используется турбинная секция от секционных турбобуров , в верхнем переводнике которой помещен узел ориентации, а в секции отклонителя смонтированы проточная осевая и радиальная опоры от турбобура соответствующего типоразмера. Основные конструктивные параметры турбобуров-отклонителей типа ТО и их характеристики при различных расходах бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 приведены в таблице 6.1. Турбобуры-отклонители с независимой подвеской валов турбинной секции типа Т02 (Т02-195, ТО2-240) предназначены для бурения интервалов изменения направления наклонных скважин по зенитному углу и азимуту, а также для забуривания новых стволов скважин в аварийных ситуациях или по технологическим требованиям строительства скважин. Они выпускаются с наружными диаметрами 195 и 240 мм и состоят из турбинной и шпиндельной (отклонительной) секций. Во всех турбобурах-отклонителях типа ТО2 (см. рис. 6.9.) используется специальная турбинная секция, имеющая существенные отличия от турбинных секций турбобуров типа ТСШ1 и АШ. Турбобуры-отклонители ТО2-195 и ТО2-240 унифицированы с турбобурами А7Ш2 и А9Ш2. Основное отличие состоит в том, что валы турбинной и шпиндельной секций соединяются между собой с помощью одинарного шарнирного соединения, состоящего из двух полумуфт, а корпусы - с помощью искривленного переводника с углом искривления 1°30' (по заказу потребителя шпиндельная секция может комплектоваться переводниками с углом перекоса осей 1°; 1° 15' и 2°). Основные конструктивные параметры турбобуров-отклонителей типа Т02 приведены в таблице. 6.1. 6. 1. 9. 1. Турбобуры - отклонители ТО - 240КЕ. Турбобур - отклонитель ТО240КЕ (рис. 6.10) предназначен для изменения траектории ствола наклонно-направленных скважин, а также зарезки новых стволов. Рекомендуемый размер долот при использовании турбобура ТО240КЕ составляет 269,9 и 295,3 мм, однако турбобур может использоваться и с долотами большего диаметра. Турбобур - отклонитель ТО240КЕ состоит из турбинной и шпиндельной секций, корпусы которых соединены между собой искривленным переводником, и может быть оснащен центрирующими элементами. Кроме того, шпиндельная секция может комплектоваться преводниками с углом перекоса осей 0,750, 10, 1015' или регулируемым преводником. Предача вращающего момента и осевой гидравлической нагрузки от вала секции в турбобуре-отклонителе осуществляется с помощью торсиона (гибкого вала), размещенного в полом валу турбинной секции. В турбобуре использована турбина пониженной осевой высоты, что позволяет установить в турбинной секции 160 ступеней, обеспечивающих повышенные по сравнению с серийными турбобурами энергетические параметры выходной характеристики. В шпиндельной секции в качестве осевой опоры использована многоступенчатая (20 ступеней) резинометаллическая пята, подпятники которой выполнены с заглубленной (заподлицо с металлическим остовом) резиновой обкладкой. Такая опора обладает повышенной работоспособностью и меньшими потерями на трение. Повышенные энергетические параметры и надежность основных узлов турбобура (в первую очередь торсиона) обеспечивают воможность использования его в специфических условиях проводки скважин с управляемой траекторией ствола как на участках ее изменения, так и в интервалах стабилизации при вращении колнны ротором. Это подтверждено опытом бурения турбобуром-отклонителем ТО240КЕ на меcторождениях Ближнего Востока долотами диаметром 311 мм с алмазотвердосплавными резцами. Техническая характеристика и энергетические параметры турбобура–отклонителя ТО240КЕ приведены в таблице 6.12. 6. 1. 9. 2. Шпиндель - отклонитель ШО1 - 195 Шпиндель-отклонитель ШО1-195 предназначен для бурения интервалов изменения направления скважин по зенитному углу и азимуту, а также для забуривания новых стволов скважин в аварийных ситуациях или по технологическим требованиям строительства скважин. Он выпускается наружным диаметром 195 мм и применяется в сочетании с двумя или тремя турбинными секциями турбобура ЗТСШ1-195 или ЗТСШ1-195ТЛ. Шпиндель-отклонитель ШО1-195 (рис. 6.11.) выполнен в виде самостоятельной секции, являющейся осевой опорой турбобура, замена которой, как и обычного шпинделя турбобура, может производиться непосредственно на бурящейся скважине. Он состоит из двух узлов, корпусы которых соединены между собой с помощью искривленного переводника с углом искривления 1° 15' (по заказу потребителя шпиндель-отклонитель может поставляться с искривленным переводником, имеющим угол искривления 1° или 1°30'), а валы - с помощью двойного шарнира, в качестве которого использованы шлицевые муфты, работающие по принципу крестовых муфт. Шарнирная муфта (двойной шарнир) шпинделя-отклонителя разгружена от осевых усилий благодаря установке в верхней его части многорядного упорно-радиального шарикоподшипника №128721 и одной радиальной опоры, расположенной над ним, а в нижней части -многорядного упорно-радиального шарикоподшипника №128721 и двух радиальных опор, смонтированных по обе стороны от последнего. Использование двойного шарнира снижает требования к точности регулировки и сборки шпинделя-отклонителя ШО1-195 в ремонтном цехе, т. к. двойной шарнир позволяет исключить влияние его расположения относительно плоскости искривления корпуса на долговечность шарнира и условия запуска турбобура. Корпусы шпинделя-отклонителя и турбинной секции соединяются с помощью конического резьбового соединения, а их валы - конусно-шлицевой полумуфты, имеющей отверстия для отвода бурового раствора из проточной части турбины турбобура в полые валы шнинделя-отклоннтеля. Благодаря описанной конструкции шпинделя-отклонителя достигается высокая наработка на отказ - в 4...5 раз по сравнению с серийными турбинными отклонителями ТО-195 и ТО2-195, повышенная надежность работы и запуска отклоняющей компоновки. Основные конструктивные параметры и энергетические характеристики шпинделя-отклонителя ШО1-195 приведены в таблице 6.13. 6. 1. 10. Колонковые трубодолота . Турбобуры для отбора образцов породы (керна) - колонковые турбодолота типа КТД (КТДЗ-240-269/48, КТД4С-195-214/60 и КТД4С-172-190/40) со съемной грунтоноской предназначены для бурения скважин с отбором образцов породы (керна) турбинным способом без подъема бурильной колонны. Они выпускаются с наружными диаметрами 172; 195 и 240 мм и применяются при бурении скважин в сочетании с бурильными головками различных типоразмеров, рекомендуемых применительно к конкретным геолого-техническим условиям месторождений, обеспечивая при этом выход керна диаметром соответственно 48; 60 и 40 мм. Конструкция односекционного турбодолота КТДЗ-240-269/48 (рис.6.12.) аналогична конструкции односекционного турбобура Т12МЗБ-240 и отличается от него полым валом, внутри которого устанавливается съемная колонковая труба - грунтоноска, имеющая специальный бурт в верхней части для захвата шлипсом при необходимости ее подъема. Посадка грунтоноски производится по конической поверхности в неподвижной опоре, жестко связанной с корпусом турбодолота. В процессе отбора керна грунтоноска прижимается к опоре под действием гидравлического усилия, возникающего от перепада давления в турбодолоте и бурильной головке. Силы трения, возникающие при этом на конической поверхности, предотвращают вращение грунтоноски. В последней предусмотрен клапан, перепускающий буровой раствор из колонковой трубы в зазор между валом и грунтоноской при входе керна в трубу. В нижней части грунтоноски расположен кернорватель, который удерживает керн, поступающий в колонковую трубу в процессе работы бурильной головки. Колонковые турбодолота КТД4С-195-214/60 и КТД4С-172-190/40 выпускаются в двухсекционном исполнении, благодаря чему они имеют повышенный момент силы на валу (за счет увеличения числа ступеней турбины) и увеличенную длину керноприемной трубы - до 7 м. Резинометаллическая осевая опора расположена в нижней секции турбодолот и воспринимает гидравлическую нагрузку обеих секций. Валы секций турбодолот полые, имеют больший наружный диаметр по сравнению с валами обычных турбобуров и соединяются между собой с помощью конусно-шлицевых полумуфт, имеющих внутреннюю расточку для прохода грунтоноски. Последняя состоит из двух секций: нижняя представляет собой керноприемную трубу длиной 7 м, а верхняя - штангу, имеющую бурт для захвата шлипсом. Секции соединяются между собой с помощью переводника с расположенным в нем шариковым клапаном. С целью надежного удержания керна грунтоноска снабжена кернорвателями цангового и рычажного типов. Основные конструктивные параметры колонковых турбодолот типа КТД и их энергетические характеристики при различных расходах бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 приведены в таблице 6.14. 6. 1. 10. 1. Керноотборный турбобур со съемным керноприемником 2УКТ - 172/40 Турбобур со съемным керноприемником 2УКТ-172/40 предназначен для бурения нефтяных и газовых скважин диаметром 187,3 и 190,5 мм с отбором керна. Новый турбобур (рис. 6.13.) выполнен по конструктивной схеме турбобуров с плавающими статорами, сущность которой соcтоит в том, что вал турбобура с пакетом турбин может перемещаться вдоль корпуса. Такое конструктивное решение дает возможность: корпуса. Такое конструктивное решение дает возможность: - наиболее полно использовать диаметральные и осевые размеры турбин, что улучшает энергетическую характеристику турбобура (снижается частота вращения и увеличивается вращающий момент силы). Это существенно улучшает показатели работы шарошечных бурильных головок, способствует увеличению механической скорости бурения; - полностью исключить при сборке турбобура операцию регулировки турбины, и тем самым предотвратить отказы в работе турбобура в скважине; - снять ограничение на величину осевого люфта в шпинделе при работе турбобура в в скважине, что обеспечивает значительную наработку турбобура на отказ (до 300 часов); - надежно демпфировать вал турбобура от осевых и поперечных колебаний вследствие отсутствия осевого люфта между роторами и статорами турбины и использования в конструкции оригинальных цельнорезиновых опор,указанное демпфирование способствует повышению (до 65%) выноса керна и улучшению его качества. Техническая характеристика турбобура со съемным керноприемником 2УКТ-172/40 приведена в таблице 6.14. 6. 2. Винтовые забойные двигатели 6.2.1. Классификация винтовых двигателей Винтовые забойные двигатели могут быть классифицированы по следующим признакам. 1. По кратности действия рабочих органов различают двигатели с однозаходным ротором (?2 = 1) и многозаходные двигатели (?1 > 1), в которых ротор и статор имеют многозаходные винтовые поверхности. Кратность действия определяет число циклов в рабочих камерах гидромашины за один оборот вала. Цикл одновинтовой гидромашины соответствует процессу вытеснения объема замкнутой камеры (шлюза) и совершается на периоде между контактом смежных зубьев ротора с фиксированной впадиной статора. Кратность действия, зависящая от кинематического отношения рабочих органов, равна числу заходов внутреннего элемента ?2 и определяет рабочий объем винтового героторного механизма. Кратность действия является основным параметром винтового забойного двигателя, что иллюстрируется теоретическими кривыми (рис.6.13.1), повсеместно используемыми при обосновании выбора рабочих органов винтового забойного двигателя. Отечественные винтовые забойные двигатели имеют многозаходные рабочие органы. Зарубежные компании производят двигатели как с однозаходным ротором, так и с многозаходными рабочими органами. 2. По кинематике рабочих органов. Согласно классификации винтовых героторных механизмов, для осуществления рабочего процесса необходимо и достаточно, чтобы кинематика ротора и статора соответствовала одному из четырех вариантов взаимодействия, приведенных на рис. 6.13.2 и табл. 6.14.1 Компоновка двигателя во многом определяется конструктивными средствами, обеспечивающими возможность выполнения планетарного движения одного из элементов рабочих органов. Наиболее распространен вариант I компоновки, характеризующийся неподвижным наружным элементом и планетарно-вращающимся внутренним. Этот вариант имеет следующие преимущества: - разделение полостей высокого и низкого давления осуществляется внутри рабочих органов, т.е. не требуется каких-либо дополнительных сальниковых устройств; - имеется возможность непосредственно соединять статор с колонной бурильных труб (реактивный момент на статоре закручивает резьбовые соединения бурильных труб). Двигатели с рабочими органами по варианту II, целесообразно применять в компоновках низа бурильной колонны (КНБК), предназначенных для поддержания вертикальности скважины или при необходимости расширения ствола, поскольку на наружной поверхности вращающегося статора весьма просто разместить опорно-центрирующие или режущие элементы. Однако этот вариант имеет существенный недостаток -необходимость уплотнения между неподвижным корпусом и вращающимся статором. На практике вариант II компоновки был использован французской фирмой "Schlumberger" в двигателе "Gerotor", а также в экспериментальном отечественном двигателе для стабилизации КНБК без вращения колонны бурильных труб. В начале 70-х годов ВНИИБТ предложил конструкцию винтового забойного двигателя с подвижным статором, кинематически аналогичную варианту III. От известных двигателей он отличается тем, что соединение подвижного статора и колонны бурильных труб выполнено в виде гибкой трубы. Компоновка забойного двигателя позволяет использовать в качестве гибкой трубы элемент бурильной колонны. Практическое применение варианта IV компоновки пока неизвестно, хотя теоретически использование его может способствовать повышению эффективности разрушения горных пород и увеличению скорости бурения. 3. По конструктивной компоновке различают шпиндельные и бесшпиндельные двигатели. Большая часть двигателей выпускается в шпиндельном исполнении, с вынесением осевой и радиальных опор в отдельный автономный узел, расположенный под рабочими органами. Таким образом, конструктивная схема винтового двигателя аналогична турбобурной схеме. Принципиально возможны конструкции двигателей в бесшпиндельном исполнении. Наиболее актуальна такая компоновка для двигателей с ограниченным осевым габаритом т.е. двигатели малого диаметра. Собственно, как дальше будет показано, в винтовых двигателя используются радиальные и осевые опоры, используемые в турбобурах и это естественно. 4. По конструкции силовой секции (секции где располагаются рабочие органы) различают монолитные и секционные двигатели. В большинстве случаев рабочие органы двигателей выполняются в монолитном исполнении длиной в 2-3 шага статора. Секционные двигатели характеризуются последовательным расположением стандартных рабочих органов. Роторы секционных двигателей обычно соединяются между собой посредством гибких валов или шарниров, статоры - резьбовыми переводниками. Основная цель секционирования -повышение крутящего момента двигателя или снижение контактных напряжений в рабочих органах. В ряде случаев при создании многошаговых конструкций рабочих органов используются модульные варианты. Так, двигатель типа ДММ имеет составной статор, выполненный из нескольких втулок, собранных в корпусе, и составной ротор, набранный из модулей, закрепленных на общем вале. По конструкции секционных двигателей различают безориентированные и ориентированные модификации. При ориентированной сборке секции соединяются таким образом, что они образуют единую винтовую нарезку и в идеале подобны монолитным рабочим органам. Преимущество ориентированного соединения секций - снижение межвиткового перепада давления и перекашивающего момента. 5. По характеру распределения потока жидкости различают двигатели обычные и с разделенным потоком. Разделенный поток используется в схемах винтовых забойных двигателей, когда по технологическим соображениям необходимо часть жидкости пропустить через полый ротор, минуя камеры рабочих органов, и в схемах с параллельным соединением секций рабочих органов. 6. По конструкции ротора рабочих органов различают двигатели с цельным и полым ротором. Двигатели с наружным диаметром 88 мм и более, как правило, выполняются с полым ротором. Такое исполнение позволяет разместить в расточке ротора гибкий вал, а также снизить инерционные силы в машине. Двигатели с наружным диаметром менее 88 мм выполняются с цельным ротором. Однако с развитием прогрессивных технологий (гидроштамповка, горячая прокатка) в будущем не исключено использование полых роторов во всех типоразмерах двигателей. 7. По конструкции узла соединения ротора и вала шпинделя винтового забойного двигателя выполняются в двух вариантах: шарнирном или торсионном (с гибким валом). Первые отечественные двигатели (Д2-172М, ДЗ-172) оснащались двухшарнирными соединениями. В настоящее время почти во всех двигателях используются гибкие валы. В некоторых случаях в двигателях с большим перекосом осей (более 1,5°) силовой и шпиндельной секций для повышения надежности используется комбинированная шарнирно-торсионная компоновка. 8. По конструкции шпинделя различают винтовые забойные двигатели с открытым и маслозаполненным шпинделем. В открытых шпинделях (они используются во всех серийных отечественных двигателях) узлы трения смазываются и охлаждаются буровым раствором. В маслонаполненных шпинделях узлы трения находятся в масляной ванне с избыточным давлением на 0,1-0,2 МПа, превышающим давление окружающей среды. 9. По типу осевой опоры в шпинделе различают забойные двигатели с опорами качения и скольжения. Опоры качения выполняются в виде многоступенчатых радиально-упорных или упорных шарикоподшипников. Опоры скольжения представлены многорядными упорными подшипниками. В отечественных конструкциях используется пара "обрезиненный подпятник - металлический диск", т.е. осевую опору, которая в турбобуре называется пятой-сальником. Однако наибольшее распространение получил винтовой забойный двигатель с осевыми опорами качения. 10. По конструкции уплотнения вала шпинделя различают шпиндели с торцевыми и многорядными лабиринтными уплотнениями. Уплотнения вала устанавливаются для обеспечения эффективной работы гидромониторных работ. 11. По назначению различают двигатели: - универсального применения (общего назначения); - для наклонно направленного бурения; - для горизонтального бурения; - для ремонта скважин (буровых работ внутри обсадных колонн и насосно-компрессорных труб); - специального применения (например, двигатели для горизонтального бурения с вращением КНБК). 12. По наружному диаметру выделяют винтовые забойные двигатели: - обычного исполнения (диаметром 127 мм и более); - малогабаритные (диаметром от 54 до 127 мм); - миниатюрные (диаметром менее 54 мм). 13. По термостойкости различают двигатели: - в обычном исполнении для температуры до 100 оС; - термостойкие, предназначенные для бурения при забойной температуре 120-150 оС. Термостойкость винтового забойного двигателя определяется физико-химическими свойствами эластичной обкладки статора клея, обеспечивающего крепление обкладки с металлом. Для повышения термостойкости винтового забойного двигателя используются специальные эластомеры, а также особые конструкции статоров, например со шлицевым креплением обкладки. В отечественной практике термостойкие двигатели серийно не выпускаются. За рубежом ряд компаний предлагают винтовые забойные двигатели, предназначенные для работы в условиях забойной температуры до 150 0С. 14. По частоте вращения выходного вала различают двигатели: - обычные (n = 80-150 об/мин); - быстроходные (n > 150 об/мин); - тихоходные (n < 80 об/мин). К обычным двигателям относятся двигатели типа Д в габарите 127-240 мм, к быстроходным - двигатели в габарите 54-88 мм. Тихоходные двигатели встречаются редко, к ним относится одна из модификаций двигателя ДК-108. 15. По типу механизма искривления различают винтовой забойный двигатель с: - кривым переводником с одним перекосом осей; - кривым переводником с двумя перекосами осей (двигатель DTU фирмы "Baker Hughes") ; - регулируемым на поверхности кривым переводником (на устье скважины или в цеху); - регулируемым на забое кривым переводником (система "Telepilot" Французского института нефти); - шарнирным переводником. Наибольшее распространение получили двигатели с переводником, расположенным между силовой и шпиндельными секциями. 16. По роду рабочего агента известны двигатели, использующие жидкость (вода, глинистый раствор), воздух или газ, газожидкостную смесь. 17. По типу зацепления профилей рабочих органов различают двигатели с гипо- и эпициклоидальным зацеплением. Наибольшее распространение получили двигатели с гипоциклоидальным зацеплением рабочих органов. 6.2.1.1. Основные типы и размеры винтовых забойных двигателей В России в серийном и опытном производстве находится около 40 типоразмеров винтовых забойных двигателей, которые выпускаются пятью машиностроительными заводами. Основные технические показатели, технологические требования и комплектность поставки винтовых забойных двигателей регламентируются техническими условиями "Двигатели винтовые забойные" ТУ 366425- 00147074-001-98 и СТП ВНИИБТ 1018-99. За рубежом 22 компаниями выпускается также большое количество двигателей различного технического назначения (табл. 6.14.2.). Однако, при таком многообразии моделей рабочие органы двигателей за рубежом выпускаются тремя специализированными фирмами ("Moyno", "Roper Pumps" и РСМ). Многообразие двигателей, отличающихся диаметрами, кинематическим отношением и длиной, на примере продукции одной компании "Drilex" показано на рис. 6.13.3 Рассмотрим особенности конструкций винтовых двигателей различного назначения в соответствии с предложенной ранее классификацией. 6.2.1.2. Двигатели общего назначения Отечественные двигатели этой модификации охватывают диапазон наружных диаметров от 127 до 240 мм и предназначены для привода долот диаметром 139,7-295,3 мм (табл. 6.14.3.) Зарубежные двигатели представлены более широкой номенклатурой наружных диаметров от 120,6 до 286 мм. Технические показатели зарубежных двигателей некоторых фирм диаметром 61 /2" и 6 3/4" приведены в табл. 6.14.4. Отечественные двигатели создавались на основе многолетнего опыта конструирования турбобуров, и в них использовались апробированные конструкции опорных узлов шпиндельной секции, резьбовых соединений, элементов соединения валов и др. В то же время специфические узлы и детали двигателей (рабочие органы, соединение ротора и выходного вала, переливной клапан) не имеют аналогов и разрабатывались по результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований. Выпускаемые в России и за рубежом винтовые забойные двигатели выполняются по единой схеме (см. табл. 6.14.1. тип 1) и имеют неподвижный статор и планетарно вращающийся ротор. Конструкция винтового двигателя в продольном и поперечном разрезах приведена на рис. 6.13.4. Двигатель состоит из двух секций: силовой и шпиндельной. Корпусные детали секций соединяются между собой замковыми резьбами, а валы - с помощью конусных, конусно-шлицевых или резьбовых соединений. Третий узел двигателя - переливной клапан, как правило, размещается в автономном переводнике непосредственно над двигателем или между трубами бурильной колонны. Силовая секция (см. рис. 6.13.4) включает в себя статор 4, ротор 3, соединение 5 ротора и выходного вала 12 и корпусные переводники 1 и 6. Шпиндельная секция состоит из корпуса 8, вала 12 с осевыми 11 и. Радиальными 9 опорам, наддолотного переводника 14. 6.2.1.3. Двигатели для наклонно – направленного и горизонтального бурения Эта серия предназначена для бурения наклонно направленных (с большой интенсивностью искривления) и горизонтальных скважин. Обладая рядом конструктивных особенностей и рациональным критерием эффективности М/n, двигатели этой серии, в отличие от турбобуров, эффективно используются в различных технологиях наклонно направленного и горизонтального бурения, в том числе при зарезке и бурении вторых (дополнительных) стволов через окно в эксплуатационной колонне. При использовании винтового забойного двигателя в горизонтальном бурении реализуются их преимущества по сравнению с турбобурами, в частности меньшая зависимость от диаметра, а также повышенный удельный момент двигателя. Это позволяет сконструировать силовую секцию длиной 1-2 м с наружным диаметром, существенно меньшим, чем у турбобура для аналогичных целей. Новая серия забойных двигателей типа ДГ диаметром 60-172 мм создана для проводки новых горизонтальных скважин и ремонта существующих. При проектировании двигателей использовался двадцатипятилетний опыт конструирования винтовых забойных двигателей общего назначения и в то же время учитывались требования технологии горизонтального бурения. Основные особенности двигателей серии ДГ (рис. 6.13.5): - уменьшенная длина, достигаемая сокращением как силовой, так и шпиндельной секции, при этом силовая секция, как правило, выполняется двухшаговой, что обеспечивает необходимую мощность и ресурс рабочих органов; - уменьшенный наружный диаметр (108 против 120 мм; 155 против 172 мм), что при сохранении оптимальных характеристик винтового забойного двигателя обеспечивает надежную проходимость двигателя с опорно-центрирующими элементами в стволе скважины и улучшенную гидродинамическую ситуацию в затрубном пространстве; - многообразие механизмов искривления корпуса (жесткий искривленный переводник, регулируемый переводник, корпусные шарниры с одной или двумя степенями свободы) что позволяет использовать различные технологии проводки скважин; - возможность размещения на корпусе двигателя опорно-цен-трирующих элементов; - усовершенствованное соединение ротора и вала шпинделя, гарантирующее надежную работу с большими углами перекоса. Техническая характеристика двигателей серии ДГ и других модификаций представлена в табл. 6.14.5. Разработаны несколько вариантов компоновок винтового забойного двигателя для горизонтального бурения : - "жесткая" компоновка (рис. 6.13.6 а) с прямым или искривленным жестким переводником между силовой и шпиндельной секциями; - компоновка с регулируемым на поверхности искривленным жестким переводником (рис. 6.13.6 б); - компоновка с корпусными шарнирами: - компоновка односекционного винтового забойного двигателя с шарниром (с одной степенью свободы) между силовой и шпиндельной секциями (рис. 6.13.6 в); - компоновка односекционного винтового забойного двигателя с шарниром между силовой и шпиндельной секциями и шарниром (с двумя степенями свободы) между двигателем и бурильной колонной (рис. 6.13.6 г); - компоновка многосекционного винтового забойного двигателя с шарнирами между секциями (рис. 6.13.6 д). Варьируя геометрическими параметрами рассмотренных компоновок, а также диаметром и месторасположением опорноцентрирующих элементов на корпусе двигателя, можно проводить бурение горизонтальных и наклонно направленных скважин по заданному радиусу (от 10 до 100 м и более). За рубежом бурение горизонтальных скважин осуществляется, как правило, двигателями диаметром 120,6 и 172 мм. В табл. 6.14.6. приведена техническая характеристика двигателей диаметром 120,6 мм четырех ведущих зарубежных компаний. 6.2.1.4. Двигатели для ремонта скважин Двигатели, применяемые при ремонте нефтяных и газовых скважин, выпускаются с наружным диаметром 108 мм и менее. Диапазон наружных диаметров, конструкция двигателей, а также их характеристики позволяют использовать эти машины для всевозможных буровых работ, встречающихся при ремонте скважин. Винтовые забойные двигатели используются при разбуривании цементных мостов, песчаных и гидратных пробок, фрезеровании труб, кабелей электропогружных насосов и прочих предметов. Эти двигатели могут производить бурение как внутри насосно-компрессорных труб, так и внутри эксплуатационных колонн. При проведении капитального ремонта внутри колонн может использоваться также двигатель Д1-127. По своей конструкции винтовые забойные двигатели для ремонта скважин принципиально не отличаются от двигателей общего назначения. Наибольшими возможностями обладает многофункциональный двигатель ДК-108, разработанный ВНИИБТ. Особенностью данного двигателя является широкий диапазон его характеристик, обеспечивающийся наличием в комплекте трех модификаций рабочих органов с различными рабочими объемами, что позволяет использовать эти винтовые забойные двигатели для разнообразных видов ремонтно-восстановительных работ при капитальном ремонте скважин. Показатели отечественных двигателей приведены в табл. 6.14.7. В табл. 6.14.8. дается информация о двигателях для ремонта скважин ряда зарубежных компаний. 6.2.1.5. Элементы конструкций двигателей и их компоновок Рабочие органы Несмотря на многообразие типоразмеров винтовых двигателей, их рабочие органы имеют общие особенности: 1. Рабочие органы выполняются по одной кинематической схеме: неподвижный статор и находящийся внутри него планетарно движущийся ротор. 2. Направление винтовой поверхности рабочих органов - левое, что обеспечивает заворачивание реактивным моментом корпусных резьб винтового забойного двигателя и резьб бурильных труб. 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. В связи с появлением термостойкой резины, в наибольшей степени отвечающей требованиям эксплуатации забойных двигателей, ряд западных компаний разработали рекомендации по выбору натяга в рабочих органах и режима нагрузки винтового забойного двигателя с учетом температурного фактора (см. таблицу 6.14.9.) 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: - без ориентирования рабочих органов при жестком соединении роторов с помощью различных соединений, не нарушающих кинематику роторов (рис. 6.13.7.); - с ориентированием рабочих органов по винтовой линии при жестком соединении статоров и роторов посредством резьбовых переводников (рис. 6.13.8.). 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. Ориентированная сборка. Модули ротора и статора соединяются между собой резьбовыми переводниками таким образом, что винтовые поверхности каждого последующего модуля являются продолжением винтовых поверхностей предыдущего. Ориентированная сборка осуществляется с помощью специальных приспособлений. Приспособление для ориентирования сборки статоров 3 (рис. 6.13.9.) состоит из роторов 2 и 6, наружные поверхности которых тождественны внутренней поверхности рабочих органов, диска 1 и штанги 5. Неподвижный монтажный ротор 6 жестко закреплен на штанге, а ротор 2, в котором выполнены прорези (насечки), вращается. По совпадению прорезей в роторе 2 и диске 1 судят о совпадении винтовых поверхностей статоров. Перед настройкой приспособления для ориентированной сборки статоров ротор 6 перемещается по трубе в положение, ближайшее к ротору 2, и закрепляется. Приспособление размещается в одном статоре для того, чтобы было гарантировано совпадение винтовых линий. Затем диск 1 устанавливается в положение, при котором его прорези совпадают с прорезями на торце ротора 2, и закрепляется. После сборки первой пары статоров проводится окончательная настройка приспособления. При этом ротор 6 перемещается в крайнее (рабочее) положение и закрепляется. Приспособление устанавливается в собранных статорах и настраивается в том же порядке. Таким образом приспособление используется для дальнейшей работы. Настройка приспособления для ориентированной сборки роторов (рис. 6.13.10.) аналогична описанному выше процессу. В этом случае приспособление располагают на одном роторе рабочих органов таким образом, чтобы совпали винтовые линии. Крышку 3 устанавливают в положение, при котором прорези в ней совпадают с прорезями в статоре 4, и закрепляют. При ориентированной сборке рабочих органов приспособления располагаются на соответствующих винтовых поверхностях роторов или статоров, соединенных между собой посредством переводников. Затем докрепляются резьбы с приложением необходимого момента свинчивания до положения, соответствующего совпадению прорезей на приспособлениях. Способ ориентированной сборки, несмотря на кажущуюся сложность и трудоемкость, был довольно быстро и хорошо освоен работниками сборочных цехов буровых предприятий. В первых секционных двигателях использовались серийные шарнирные соединения. При этом шарниры часто выходили из строя. Причина заключалась в том, что соединяемые роторы могут находиться в противофазе и тогда смещение осей шарнира соответствует двум эксцентриситетам. В ходе испытаний секционных двигателей была выявлена необходимость разработки специального шарнирного соединения. В Пермском филиале ВНИИБТ был разработан пальцевый шарнир. Заложенные в конструкцию элементы и допуски позволили надежно соединять роторы секций. Для соединения роторов применяются также и гибкие валы. Помимо использования стандартных рабочих органов перспективны схемы модульного секционирования: - отдельных модулей статора при монолитном роторе; - отдельных модулей ротора при монолитном статоре; - агрегирование модулей ротора и статора. Во ВНИИБТ разработаны двигатели типа ДММ (рис. 6.13.11.), рабочие органы которых представляют собой агрегированные в корпусе элементы статора, а на валу - элементы ротора. Конструкция модулей позволяет проводить сборку секции автоматически, без какой-либо настройки. Во второй половине 90-х годов секционирование как способ повышения мощности и нагрузочной способности винтового забойного двигателя был использован и зарубежными компаниями. Так, "Halliburton" начала производить так называемые "тандем-двигатели" ("Dyna-Drill") по схеме неориентированной сборки рабочих органов. Секционные двигатели применяются также компанией "Baker Hughes". 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. 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. 6.13.12.) 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 (серия 128700), используемые в двигателях с наружными диаметрами 105, 108, 195 и 240 мм (рис. 6.13.13. а); - с тороидными дорожками качения (серия 296000), используемые в двигателях с наружными диаметрами 85, 88 и 127 мм (рис. 6.13.13. б); - с комбинированными дорожками качения (рис. 6.13.13. в), используемые в двигателях Д-48, Д1-54, ДГ-95, ДГ-108. 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 (серия 538900). Механизм действия многорядной опоры рассмотрим на примере подшипника типа ШШО, одна ступень которого показана на рис. 6.13.14. Среднее кольцо 1 двойного подшипника закреплено в корпусе с помощью наружных обойм 2, а крайние кольца 3 расположены на наружной поверхности внутренней втулки 4, которая зажимается на валу шпинделя вместе с резинометаллическим компенсатором 5. Осевая нагрузка передается с корпуса на вал шпинделя через резиновые подушки компенсаторов 5 и шары, в результате обеспечивается равномерное распределение нагрузки по рядам опоры и демпфирование динамических нагрузок. Размеры упорно-радиальных и упорных подшипников качения шпинделей винтовых забойных двигателей приведены в табл. 6.14.10. Детали подшипников качения выполняются из специальной подшипниковой стали марки 55СМА или 55СМА5ФА (ТУ 14-1-3189-81) с пределом текучести а >Т 1100 МПа и ударной вязкостью а > 800 кДж/м2. Твердость колец, контактирующих с шарами, - 45-47 HRC, а самих шаров -58-62 HRC. В некоторых конструкциях шпинделей винтовых забойных двигателей используются многорядные упорные подшипники скольжения непроточного типа (рис. 6.13.15.). 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. Недостаток подшипников скольжения - повышенные механические потери, особенно при невысоких частотах вращения. Некоторое уменьшение механических потерь наблюдается в подпятниках с так называемой "утопленной" резиной (рис. 6.13.16.). Размеры упорных подшипников скольжения приведены в табл. 6.14.11. В пятах используется резина марки ИРП-1226, а рабочие поверхности контактирующих с ними дисков выполняются из цементируемой стали, закаленной до твердости HRC 45-48. Радиальные подшипники шпинделя в большинстве случаев представлены парой трения скольжения. Неподвижный элемент выполняется в виде резинометаллической детали (рис. 6.13.17.), 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. Размеры радиальных подшипников представлены в табл. 6.14.12. Размер зазора в радиальных опорах определяется возможной точностью изготовления деталей, а также необходимой утечкой жидкости для охлаждения опоры. В зарубежных двигателях для повышения долговечности нередко применяются радиальные металлические опоры, армированные твердым сплавом или элементами синтетических алмазов. Уплотнение выходного вала. Для использования гидромониторных долот в отечественных винтовых забойных двигателях практическое применение получили четыре варианта уплотнений: - торцовый сальник, устанавливаемый в верхней части шпинделя ниже радиальной опоры. Используется в двигателях диаметром 172 и 195 мм (рис. 6.13.18.); - многорядный упорный подшипник скольжения, эффективно выполняющий роль уплотнения (называемый пятой-сальником). Используется в двигателях диаметром 172-240 мм; - лабиринтное уплотнение, выполняющее роль дросселирующего устройства ; - упорно-радиальные подшипники с резиновыми тороидными кольцами, устанавливаемые вместо одного ряда шаров. Два последних варианта используются в опытных конструкциях винтовых забойных двигателей. В зарубежных двигателях с маслонаполненными шпинделями уплотнение вала входит в конструкцию гидрозащиты. При эксплуатации винтовых забойны двигателей большое внимание уделяется выбору рациональных режимов работы двигателей, обеспечивающих разгрузку и эффективное охлаждение осевых опор. 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. Причем за один оборот выходного вала ротор ?1 поворачивается вокруг своей оси, соответственно совершая ?1 циклов переменных напряжений. 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 на базе: - 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. Винтовые забойные двигатели прошли эволюцию от применения пальцевых шарниров (аналогичных автомобильным) до - специальных конструкций, наиболее приспособленных для передачи динамических осевой нагрузки и крутящего момента. В первом поколении отечественных винтовых забойных двигателей применялись двухшарнирные соединения зубчатого типа с центральным шаром. Они использовались для передачи крутящих моментов до 7 кНм при частоте вращения до 200 об/мин. Эксцентриситет соединения доходил до 5 мм. Известны разновидности такого соединения для винтового забойного двигателя с разделенным потоком, позволяющие через его внутреннюю полость пропускать жидкость высокого давления. 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. Сначала в шарнирах использовались простейшие резиновые уплотнения, в дальнейшем стали применять уплотнения сильфонного и манжетного типов (рис. 6.13.19.). Заслуживает внимания оригинальная система смазки шарниров под давлением, которая включает подпружиненный поршневой лубрикатор, устанавливаемый во внутренней полости трубы, соединяющей головки шарниров. Тем самым внутренняя полость шарниров постоянно находится под избыточным по отношению к перекачиваемой среде давлением. Зарубежные компании также используют двухшарнирные соединения. Разновидность конструкции, используемой в двигателе "Anadrill", приведена на рис. 6.13.20. . Гибкие валы. 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, защищенную патентами б. СССР и других стран. В отличие от шарниров в гибких валах внешнее трение деталей заменяется на внутреннее трение материала вала. К началу 90-х годов в большинстве типоразмеров винтовых забойных двигателей, выпускавшихся в России, для соединения ротора и выходного вала применялись гибкие валы. 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 (рис. 6.13.21.). 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. Для повышения циклической прочности в месте перехода от заделки к рабочей части вала имеется конус с углом 5-15° или галтель с отношением радиуса галтели r к диаметру вала d в пределах 0,1-0,2. Кроме того, применяются технологические методы поверхностного упрочнения. Наиболее распространен поверхностный наклеп (обкатка роликами или обдувка дробью), способствующий образованию сжимающих остаточных напряжений, благоприятно сказывающихся на сопротивлении усталости . В зависимости от типоразмера двигателя диаметр гибких валов изменяется в диапазоне 18-70 мм, а длина - 500-3000 мм. 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. В 90-е годы западные компании вслед за фирмой "Drilex", выпускающей двигатели по отечественной лицензии, также стали использовать гибкие валы. Для их изготовления помимо сталей используют титановые сплавы и стеклопластики. 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. Пермским филиалом ВНИИБТ была разработана модернизированная конструкция клапана (рис. 6.13.22.), применяемая в нескольких типоразмерах винтовых забойных двигателей. 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. 6.13.23.). В зарубежных двигателях повсеместно используются золотниковые клапаны (рис. 6.13.24.). Попытки использовать подобные клапаны в среде применяемых в России буровых растворов оказались неудачными: наблюдался быстрый износ и нестабильное закрытие клапана. Редукционные клапаны применяются в исключительных случаях, когда по технологическим соображениям требуется увеличить расход жидкости для очистки забоя и затрубного пространства. Они являются альтернативой насадке в роторе. Редукционный клапан ВНИИБТ для двигателя диаметром 95 мм устанавливается в автономном переводнике выше рабочих органов (рис. 6.13.25.). При увеличении расхода жидкости создается дополнительный перепад давления и поршень, преодолевая усилие пружины, перемещается вниз, позволяя части потока жидкости проходить в затрубное пространство, минуя рабочие органы. В патентной литературе известны редукционные клапаны, размещаемые в роторе двигателя. Они обеспечивают циркуляцию промывочной жидкости через двигатель при заторможенном роторе. Такая ситуация может возникать при шламовании двигателя и в случае его прихвата в скважине при расхаживании инструмента снижается износ РО. Циркуляция достигается тем, что клапан снабжен диафрагмой, расположенной в верхнем торце полого ротора, и бойком, жестко связанным с подпружиненным полым поршнем. Опорно-центрирующие элементы К опорно-центрирующим элементам относятся калибрато-ры, 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. Стандарт охватывает опорно-центрирующие элементы компоновки, предназначенные для долот диаметром от 114,3 до 490,0 мм. В практике бурения долотами диаметром 215,9 мм и более используются серийно выпускаемые стационарные центраторы типа 1ЦД-214МС и передвижные типов ЗЦДП-295,3 МСТ и ЗЦДП-215,9 МСТ, предназначенные для забойных двигателей диаметром 240 и 172 мм соответственно. В винтовых забойных двигателях для горизонтального бурения центраторы (табл. 6.14.13.) и децентраторы входят в комплект сменных частей и поставляются с двигателями по желанию заказчика. 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 ПИР, разработанный ВНИИБТ (рис. 6.13.26.). Корпусные шарниры. 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. 6.13.27. В табл. 6.14.14. дается информация о параметрах верхних (с двумя степенями свободы) и нижних (с одной степенью свободы) корпусных шарниров, разработанных ВНИИБТ. Резьбовые соединения винтовых забойных двигателей Резьбовые соединения являются неотъемлемым элементом конструкции двигателей и служат для соединения их отдельных деталей, а также присоединения двигателя к колонне бурильных труб и породоразрушающему инструменту. В каждом двигателе насчитывается около 10 резьбовых соединений. В конструкциях отечественных винтовых забойных двигателей используются многие типоразмеры резьб турбобуров. Для винтовоых забойных двигателей с нестандартными диаметральными габаритами разработан ряд новых резьбовых соединений. Кроме того, учитывая динамический характер нагружения рабочих органов и повышенную вибрацию винтовых забойных двигателей, связанную с действием инерционной силы, в некоторых резьбах увеличены натяги и моменты свинчивания. В современных конструкциях винтовых забойных двигателей используются все типы конических резьб забойных двигателей : - замковые (типа 3); - конические для турбобуров (типа РКТ); - метрические конические (типа MK). Цилиндрические резьбы не применяются. Замковые резьбы изготавливаются по ГОСТ Р 50864-96, а другие - по ОСТ 39-226-91. Схемы винтовых забойных двигателей с месторасположением резьбовых соединений и их условными обозначениями показаны на рис. 6.13.28. и 6.13.29. Всего в отечественных конструкциях винтовых забойных двигателей применяется 34 типоразмера резьб с номинальным диаметром от 30 до 218 мм. Натяги и моменты свинчивания резьб приведены в табл. 6.14.15. В зарубежных винтовых двигателях для присоединения к бурильной колонне и долоту, по стандарту API 7 (США), используются резьбы типа NC, Reg и выходящие из употребления IF и FH, по профилю и размерам полностью соответствующие аналогичным замковым резьбам по ГОСТ Р 50864-96 (табл. 6.14.16.). Резьбы типа Reg относятся к нормальному типу соединений и отличаются увеличенной конусностью (1:4) в сравнении с другими типами резьб. Резьбы NC имеют, как правило, конусность 1:6 с шагом резьбы 6,35 мм (4 нитки на 1 дюйм). Моменты крепления, рекомендуемые при свинчивании резьб по стандарту API 7 (США) для двигателей диаметром 120 мм и менее, соответствуют отечественному стандарту, а для больших диаметров - выше в 1,2-1,5 раза. Для соединения корпусных деталей и системы ротор - вал применяются конические резьбы ТРЕ, а также цилиндрические резьбы с трапецеидальным и треугольным профилем ACME. Эти резьбы не имеют аналогов в отечественных конструкциях. 6.2.2. Винтовые забойные двигатели НПО "Буровая техника" – ВНИИБТ ОАО НПО "Буровая техника"-ВНИИБТ - это ведущая фирма России по разработке и изготовлению винтовых забойных двигателей, обладающая полным циклом создания машин этого класса - от разработки конструкции и технологии изготовления до выпуска и испытаний промышленных партий. В настоящее время в ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ разработан и выпускается ряд усовершенствованных винтовых забойных двигателей диаметром 42-240 мм с улучшенными характеристиками и повышенной надежностью. Двигатели диаметром 145-240 мм предназначены для бурения вертикальных и наклонно направленных скважин. Основные параметры двигателей приведены в таблице 6.15. Конструктивные схемы двигателей Д1-240, ДВ-172 и Д1-105 приведены на рис. 6.14. Малогабаритные двигатели диаметром 42-127 мм предназначены для выполнения ремонтно-восстановительных и аварийных работ в обсадных колоннах и насосно-компрессорных трубах, зарезки и бурения дополнительных стволов, разбуривания цементных мостов, очистки НКТ от гидратных и песчаных пробок, фрезерования металлических предметов на забое, райбирования колонн и пластырей Основные параметры малогабаритных двигателей приведены в таблице 6.16. С развитием технологии бурения горизонтальных скважин винтовые двигатели являются единственным приводом породоразрушающего инструмента. Для интенсивного набора кривизны и выхода на горизонтальные интервалы в открытом стволе и из эксплуатационных колонн предназначены двигатели серии ДГ, характеризующиеся уменьшенной длиной и оснащенностью отклоняющими (жесткими или регулируемыми переводниками) и стабилизирующими устройствами. Основными отличиями базовых двигателей являются использование облегченного ротора, изготовленного методом фрезерования или гидроштамповки, и соединение ротора с валом шпинделя через торсион, размещенный внутри ротора. Это позволяет уменьшить длину и массу двигателей и увеличить стойкость узла соединения ротора с валом шпинделя. За счет унификации двигательных секций возможно их секционирование, что обеспечивает увеличение момента силы на выходном валу двигателя и значительное повышение ресурса рабочих органов. Малогабаритные двигатели диаметром 60 мм и менее могут быть использованы с подвеской на гибких непрерывных трубах для очистки насосно-компрессорных труб от гидратных и цементных пробок и отложений солей, парафина и пр. Оснащение двигателей дополнительными узлами- отклоняющими и стабилизирующими устройствами, шарнирами и другими техническими элементами может быть произведено по просьбе заказчика. После сборки и регулировки двигатели и запасные рабочие пары подвергаются проверке на испытательных стендах с нагружением электрическим тормозом и компьютерной регистрацией энергетической характеристики. Винтовые забойные двигатели, разработанные и изготовленные НПО "Буровая техника", успешно эксплуатируются в буровых предприятиях Западной Сибири, Урало-Поволжья и других регионах России и СНГ. 6. 2. 3. Винтовые забойные двигатели производства АО " Кунгурский машиностроительный завод " и ОАО " Павловский машзавод ". По ранее разработанной ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ технической документации, винтовые забойные двигатели выпускаются серийно двумя предприятиями - АО "Кунгурский машиностроительный завод" и ОАО «Павловский машзавод». АО "Кунгурский машиностроительный завод" изготавливает двигатели типоразмеров предназначенных для бурения поисковых, нефтяных и газовых скважин, а также проведения ремонтно-восстановительных работ в эксплуатационных колоннах Технические характеристики двигателей производства АО "Кунгурский машиностроительный завод" приведены в таблице 6.17. ОАО «Павловский машзавод» изготавливает двигатели, обычно используемые для выполнения ремонтно-восстановительных и аварийных работ в эксплуатационных колоннах, направленной зарезки дополнительных стволов, разбуривания цементных мостов и песчаных пробок при капитальном ремонте скважин. Типовая комплектность поставки винтовых двигателей: секция двигательная, секция шпиндельная. В комплект поставки также входят две запасные двигательные секции. Технические характеристики двигателей производства АО "Павловский машзавод" приведены в таблице 6.18. 6. 3. Турбинно - винтовые забойные двигатели. Турбинно-винтовые забойные двигатели, разработанные ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ, являются новой концепцией забойного привода породоразрушающего инструмента. 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 буречия с отбором образцов породы (керна) и двигателя-отклонителя (при замене обычного шпинделя на шпиндель-отклонитель). 6. 3. 1. 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. Конструктивная схема турбобура ТПС-172У приведена на рис.6.15. 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. В двигателе ТПС-172У для получения частоты вращения выходного вала 250 мин-1 применяется преобразователь ТПС-172У.060, а для частоты 150 мин-1 - преобразователь ТПС-172У.060.01. Конструкция шпиндельной секции позволяет устанавливать в ней либо многоступенчатую резино-металлическую 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. Конструктивная схема турбинно-винтовых двигателей типа ТПС-172У позволяет получить практически постоянную величину частоты вращения вала при изменении осевой нагрузки на долото в широких пределах. Основные параметры турбинно-винтового забойного двигателя типа ТПС-172У приведены в таблице 6.19. 6. 3. 2. 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 являются новой концепцией Кунгурского машиностроительного завода и 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 ТУ240К (см. таблицу 6.1.). 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 торснона. Отличительной особенностью тормозного модуля является его полная взанмозаменяемость 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. Основные параметры унифицированных модульных турбинно-винтовых двигателей 2ТУ240КД приведены в таблице 6.1. 6. 3. 3. 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/п (момента силы и частоты вращения). Винтовые объемные двигатели обладают необходимым соотношением М/п. 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/п при большой жесткости линии моментов, свойственные объемным двигателям. 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. 6.16. 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. 6.16.) 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. Технические параметры двигателей ТНВ приведены в таблице 6.20. От режима холостого хода (нулевой момент силы) до рабочего режима частота вращения вала снижается в пределах 10%., а рост перепада давления не превышает 30%. 6. 4. Роторно - турбинные и реактивно - турбинные буры типа РТБ. Проблема строительства верхних интервалов вертикальных скважин увеличенного и большого диаметра решается с помощью разработанных во ВНИИБТ роторно-турбинных (диаметрами 394 - 640 мм) и реактивно-турбинных (диаметрами 760 - 2600 мм) буров (РТБ). 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 3-4о, расширять и прорабатывать скважины с меньшей кривизной. Общий вид роторно-турбинного бура приведен на рис. 6.17. 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. Основные конструктивные параметры роторно-турбинных буров и их энергетические характеристики при соответствующих расходах воды приведены в таблице 6.21. Реактивно-турбинные буры - РТБ-760, РТБ-920, РТБ-1020, РТБ-1260, РТБ-1560, РТБ-2080, РТБ-2600, предназначены для бурения водопонижающих, вспомогательных и вентиляционных шахтных стволов и другого назначения скважин диаметром от 760 до 2600 мм. Общий вид реактивно-турбинного бура приведен на рис. 6.18. 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. Основные конструктивные параметры реактивно-турбинных буров и их энергетические характеристики при соответствующих расходах воды приведены в таблице 6.22. 6. 5. Отдельные узлы и сменные детали забойных двигателей ОАО «Павловский машзавод» для выполнения ремонта производит и поставляет отдельные узлы и сменные детали забойных двигателей. В таблицах 6.23 - 6.41. приведены технические характеристики с указанием обозначений и применяемости узлов и сменных деталей в забойных двигателях раличных типов. - Таблица 6.23. Секции двигательные (статор – ротор). - Таблица 6.24. Секции шпиндельные. - Таблица 6.25. Переводники кривые регулируемые. - Таблица 6.26. Переводники отклонители. - Таблица 6.27. Шарнир двойной шпинделя - отклонителя ШО1 -195. - Таблица 6.28. Подшипники шариковые радиально - упорные многорядные. - Таблица 6.29. Комплекты осевых опор. - Таблица 6.30. Комплект осевой опоры шпинделя турбодолота КТД4С - 172 - 190/40. - Таблица 6.31. Комплект осевой опоры ШШО1 - 172.080. - Таблица 6.32. Комплект уплотнений вала ТПС - 172. - Таблица 6.33. Опоры средние с втулкой средней опоры. - Таблица 6.34. Комплекты осевых опор. - Таблица 6.35. Опоры нижние с втулкой опоры нижней. - Таблица 6.36. Ниппели. - Таблица 6.37. Турбины. - Таблица 6.38. Полумуфты шпинделей. - Таблица 6.39. Валы гибкие (торсионы). - Таблица 6.40. Переводники нижние. - Таблица 6.41. Переводники вала. 6. 6. Нестандартное оборудование для оснащения цехов по ремонту гидравлических забойных двигателей Комплект нестандартного оборудования предназначен для оснащения цехов по ремонту гидравлических забойных двигателей, включает четыре вида оборудования: - ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений; - распресовочные стенды для извлечения вала с пакетом деталей из корпуса забойного двигателя при разборке и введения его в корпус при сборке; - стенды обкаточно-испытательные для обкатки и снятия характеристик гидравлических забойных двигателей после ремонта; - установка моечная для мойки и сушки воздухом деталей гидравлических забойных двигателей. Основные характеристики комплекта оборудования приведены в таблице 6.42. Ключ турбобурный К - 10 (рис.6.19.). Предназначен для свинчивания - развинчивания резьбовых соединений с контролем крутящего момента. Стенд (ключ) сборки – разборки винтовых забойных двигателей СТ - 10 (рис. 6.20.) предназначен для свинчивания -развинчивания резьбовых соединений с контролем крутящего момента. Стенды распрессовочные СР - 34 и СР - 70 (рис.6.21.) предназначены для распрессовывания узлов забойных двигателей. Стенд обкаточно - испытательный СОИ (рис.6.22.) предназначен для испытаний и снятия характеристик гидравлических забойных двигателей. Установка моечная УМ - 1 (рис.6.23.) предназначена для мойки и сушки деталей гидравлических забойных двигателей. Разработчик - изготовитель : ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ. 113803, г.Москва, ГСП, ул. Летниковская, 7-9, Тел. [095] 236-01-70. Факс [095] 959-67-11, телетайп 112168 ДОЛОТО. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.1. Технические характеристики турбобуров и турбобуров - отклонителей. Наименование * Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ105К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ1-172 Турбобур шпиндельный 3-х секционный ТПС172 *Турбобур шпиндельный 2-х секционный ТПС172М Турбобур шпиндельный 3-х секционный 3ТСШ 1-195 *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТСШ2-195 * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т195К *Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ195К Турбобур односекционный * Турбобур односекционный * Турбобур шпиндельный 2-х секционный 2Т240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный ЗТ240К Турбобур шпиндельный 3-х секционный А9ГТШ * Турбобур бесшпиндельный 3-х секционный 2ТУ240КД * Турбобур-отклонитель Т0-105Р Турбобур-отклонитель Т02-195 * Турбобур-отклонитель Т0-195К Турбобур-отклонитель Т02-240 Турбобур-отклонитель Т0-240К Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод"Россия, КД – турбобур бесшпиндельный, турбинно-винтовой, из унифицированных модульных турбинных секций и секции винтового двигателя , соединение секций конусно-винтовой муфтой, опора расположена внизу ; К –в турбобуре использованы турбины с пониженной высотой ступени; У –универсальные, позволяют присоединять секции винтового двигателя; РТ –турбобуры предназначенные для использования в агрегатах РТБ; ТО –турбобур – отклонитель. Р - турбобур с редуктором. Таблица 6.2. Основные параметры турбобура ТПР-105 Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Число секций, шт: Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу на рабочем режиме, Нм: Частота вращения вала в рабочем режиме, об/мин Перепад давления в рабочем режиме, МПа Масса, кг Изготовитель – НПП "Азимут". Технически Наружный диаметр, мм Длина, мм Масса, кг Рекомендуемый диаметр долота, мм Присоединительные резьбы: Расход жидкости (плотность 1000 кг/м3), дм3/с Частота вращения вала, об/мин Перепад давлений, МПа Момент силы, Нм Таблица 6.4. Основные параметры турбобура 3ТСША-195ТЛ. Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Число секций, шт: -турбинных -шпиндельных Число ступеней турбин в турбобуре, шт. 327 Число радиальных опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Число осевых опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: -на тормозном режиме -на рабочем режиме Частота вращения вала, с-1: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Перепад давления, МПа: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Масса, кг 4750 195 25870 4 3 1 Таблица 6.5. Основные технические характеристики турбобуров ТШ-195 и ТШ-240. Турбобур Рекомендуемый диаметр долот, мм Масса, кг Расход бурового раствора (плотность 1000 кг/м3), л/с Частота вращения, об/мин Момент силы, Нм Перепад давлений, МПа Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 факс (095) 959-67-11, телетайп 112168 ДОЛОТО. e-Mail:vniibt@dataforce.net типа АГТШ со ступенями гидродинамического торможения. Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Общее число секций, шт: Число ступеней в турбобуре, шт.: Число осевых опор, шт.: Число радиальных опор, шт.: Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): Масса, кг, не более . Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/с Момент силы на выходном валу, Нм: Частота вращения выходного вала, в рабочем режиме с-'. Перепад давления КПД, %, не менее ..... Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод". статорами. Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Число секций, шт: Число ступеней турбин в турбобуре, шт. Число радиальных опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Число осевых опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: -на тормозном режиме -на рабочем режиме Частота вращения вала, с-1: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Перепад давления, МПа: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Масса, кг 756 3325 2220 4200 3085 статорами. Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Число секций, шт: Число ступеней турбин в турбобуре, шт. Число радиальных опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Число осевых опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: -на тормозном режиме -на рабочем режиме Частота вращения вала, с-1: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Перепад давления, МПа: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Масса, кг 756 3325 2220 4200 3085 Наружный диаметр, мм Диаметр скважины, мм Длина, м Присоединительные резьбы Передаточное число планетарной передачи Максимальная плотность бурового раствора, кг/м3 Максимальный момент вращения, Нм Предельная осевая нагрузка, кН КПД механический, % Масса, кг Максимальная температура в скважине, °С Изготовитель - ОАО НПО«Буровая техника» – ВНИИБТ 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9, тел. (095) 236-01-70 факс (095) 235-30-00, телетайп 112168 ДОЛОТО с секциями 3ТСШ1-195. Количество секций Расход воды, м3/с Момент силы, Нм Перепад давления, МПа Максимальная мощность, кВт Длина, м Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, Параметр Наружный диаметр, мм Диаметр скважины, мм Длина, м Присоединительные резьбы: Передаточное число планетарной передачи Максимальная плотность бурового раствора, кг/м3 Максимальный момент силы на выходном валу, Нм Предельная осевая нагрузка, кН КПД механический, % Масса, кг Максимальная температура в скважине, °С Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9, тел. (095) 236-01-70 факс (095) 959-67-11, телетайп 112168 ДОЛОТО Параметр Турбинные секции: Расход воды, м3/с Момент силы, Нм: Частота вращения, мин-1 Перепад давления на рабочем режиме, МПа Максимальная мощность, кВт Длина, м Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Число секций, шт: Число ступеней турбин в турбобуре, шт. Длина от плоскости искривления переводника до торца вала шпинделя, мм Расход бурового раствора плотностью 1200 кг/м3 , дм3/сек Момент силы на выходном валу на рабочем режиме, Нм: Частота вращения вала в рабочем режиме, с-1: Перепад давления в рабочем режиме, МПа: Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, отклонителя ШО1-195. Показатели Наружный диаметр, мм Длина, мм Длина от плоскости искривления до места присоединения долота, мм Масса, кг 875 Присоединительные резьбы: -к турбинным секциям -к долоту Допустимая частота вращения выходного вала турбобура на рабочем режиме, мин-1 Максимальный момент силы, кгм 7000 Показатели Наружный диаметр корпуса, мм 172 Длина, мм 17575 195 25920 240 7455 Число секций, шт: -турбинных -шпиндельных 2 2 4 3 1 172 26485 4 3 1 Число ступеней турбин в турбобуре, шт. 291 315 91 348 Число осевых опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 г/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: -на тормозном режиме -на рабочем режиме Частота вращения вала, с-1: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Перепад давления, МПа: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Масса, кг 2318 5669 1750 5810 Показатели Наружный диаметр корпуса, мм 172 Длина, мм 17575 195 25920 240 7455 Число секций, шт: -турбинных -шпиндельных 2 2 4 3 1 172 26485 4 3 1 Число ступеней турбин в турбобуре, шт. 291 315 91 348 Число осевых опор, шт: -в турбинной секции -в шпиндельной секции Присоединительная резьба (ГОСТ 5286-75): -к бурильной колонне -к долоту Расход бурового раствора плотностью 1000 г/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: -на тормозном режиме -на рабочем режиме Частота вращения вала, с-1: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Перепад давления, МПа: -в режиме холостого хода -в рабочем режиме Масса, кг 2318 5669 1750 5810 Вариант компоновки (см. рис. 6.13.2) I с осью двигателя II совпадающей с осью двигателя III элемента Б IV движение вокруг оси элемента Б Таблица 6.14.2. Номенклатура винтовых забойных двигателей зарубежных фирм Фирма-изготовитель Baker Hughes Вес Field Black Продолжение Продолжение табл. 6.14.2.Номенклатура винтовых забойных двигателей зарубежных фирм Фирма-изготовитель Dailey Dreco Drilex Fracmaster Halliburton Houston Engineers Neyrfor PCM Phoenix Roper Pumps Schlumberger I HA1 Таблица 6.14.3. Технические характеристики винтовых забойных двигателей общего назначения Шифр к бурильным трубам Д1-145 Д-155 ДМ-172 ДМ1-172 ДН-172 ДЗ-172 Д5-172 Д5-172М ДВ-172 Д2-195 Д5-195 ДЗ-195 Д1-240 Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 зарубежных фирм. Показатель Mach 1 Рекомендуемый диаметр скважины, мм Длина, мм Кинематическое отношение Расход жидкости, л/с Частота вращения, об/мин Крутящий момент, Нм Перепад давления, МПа Примечание. Приведенный в таблице перепад давления представляет coбой разницу давлений на рабочем и холостом режимах работы двигателя. Таблица 6.14.1. Варианты взаимодействия ротора и статора винтовых героторных механизмов. Вариант компоновки (см. рис. 6.13.2) I с осью двигателя II совпадающей с осью двигателя III элемента Б IV движение вокруг оси элемента Б Таблица 6.14.5 Техническая характеристика винтовых забойных двигателей для наклонно-направленного и горизонтального бурения
Присоединительные резьбы
ДГ-60 60 2300 34 5:6 755 3-42 3-42 76,0-98,4 1-2 180-360 4,5-5,5 0,06-0,08 1,5 ДО-88 88 3570 85 5:6 1080 3-66 3-66 112,0-120,6 5-7 180-300 5,8-7,0 0,4-0,6 5 ДГ-95 95 2640 41 6:7 1420 3-76 3-76 112,0-139,7 6-10 120-200 4,5-6,0 0,6-0,9 4,0 ДГУ-95 95 4500 150 6:7 1420 3-76 3-76 112,0-139,7 6-10 120-180 4,0-5,0 0,6-0,9 4,0 ДГ-105 106 2355 120 6:7 1000 3-88 3-76 120,6-139,7 6-10 170-240 5,0-8,0 0,6-1,0 5 ДГ-108 108 2565 147 7:8 1400 3-88 3-88 120,6-151,0 6-12 80-150 3,5-5,5 0,8-1,3 4 ДГ-155 155 4330 466 7:8 2100 3-133 3-117 190,5-215,9 24-30 125-160 6,5-7,5 3,5-4,0 3,5 ДП-172 172 3870 455 6:7 1460 3-147 3-117 190,5-215,9 24-35 150-190 5,8-7,8 3,5-4,0 3 Изготовитель ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, факс (095) 235-30-00, Телетайп 112168 ДОЛОТО. Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 Таблица 6.14.6. Техническая характеристика двигателей диаметром 120,6 мм (43/4") зарубежных фирм Показатель Mach 1 Рекомендуемый диаметр скважины, мм Длина, мм Кинематическое отношение Расход жидкости, л/с Частота вращения, об/мин Крутящий момент, Нм Перепад давления, МПа Примечание. Приведенный в таблице перепад давления представляет собой разницу давления в рабочем и холостом режиме работы двигателя. Сь Таблица 6.14.7. Техническая характеристика винтовых забойных двигателей для ремонта скважин Шифр к Д-48 Д1-54 Д-85 Д1-88 Д-95 Д1-105 Д-106 Д1-106 Д-108 ДК-108-1 Д К-108-2 ДК-108-3 Д1-108 Д-110 Д-120 Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 некоторых зарубежных фирм Показатель Наружный диаметр, мм Рекомендуемый диаметр долот, мм Длина, мм Кинематическое отношение Расход жидкости, л/с Частота вращения, об/мин Крутящий момент, Нм Перепад давления, МПа Примечание. Приведенньй в таблице перспад давления представляет собой разницу давления в рабочем и холостом режиме работы двигателя. Табл. 6.14.9. Зависимость режима работы винтовых забойных двигателей от температурных условий (рекомендации фирмы "Sperry-Sun" ) Рабочая 38-54 54-77 77-99 99-116 116-132 132-149 149-160 160-177 ц^ Таблица 6.14.10. Технические характерстики подшипников качения винтовых забойных двигателей Типоразмер двигателей наружный 128726 Д2-195 ДЗ-172, Д5-172 6-128917 ДГ-155 Д1-145 Д1-127*** Д-108, Д1-105 ДГ-108 ДГ-95 ДГУ-95 Д1-88, Д-85*** Д1-54 Д-48 Изготовитель: Россия,17160,Пермская обл. Очерский р-он, пос. Павловский,ул.Труда, 1, Телефон:(34278) 2-35-52Факс:2-33-45, 2-35-52. Телетайп:634653 Ротор. e-Mail:pavlovsk@dionis.mtts.perm.ru * ГПЗ поставляет подшипник в одноступенчатом варианте. Опора комплектуется 10 подшипниками вместе с компенсаторами и втулками при сборке двигателя. * В шпинделях двигателей Д1-127, Д1-88, Д-85 устанавливается по два подшипника. Таблица 6.14.11 Размеры упорных подшипников скольжения, применяемых в винтовых забойных двигателях. Типоразмер двигателей вала шпинделя П2-240/141 Д2-195 ДЗ-172, Д5-172 ДГ-155 Д1-108 Д1-95 Изготовитель: Россия,17160,Пермская обл. Очерский р-он, пос. Павловский,ул.Труда, 1, Телефон:(34278) 2-35-52Факс:2-33-45, 2-35-52. Телетайп:634653 Ротор. e-Mail:pavlovsk@dionis.mtts.perm.ru Таблица 6.14.12. Технические параметры радиальных подшипников винтовых забойных двигателей Типоразмер двигателей Д2-195 Д 3-172, Д5-172 ДГ-155 Д1-127 Д-108 ДГ-108 Д1-105 ДГ-95 ДГУ-95 Д-85, Д1-88 Д1-54 Д-48 Разработчик - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 факс (095) 235-30-00, Телетайп 112168 ДОЛОТО. Таблица 6.14.13. Размеры центраторов, применяемых в винтовых забойных двигателях для горизонтального бурения Параметр Число лопастей Длина, мм Ширина лопасти, мм Диаметр корпуса, мм Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 тел. (095) 236-01-70 факс (095) 959-67-11, Телетайп 112 168 ДОЛОТО. Параметр Диаметр, мм Масса, кг Максимальная нагрузка на растяжение, кН. Присоединительные резьбы Корпусные шарниры Диаметр, мм Масса, кг Максимальная нагрузка на растяжение, кН Присоединительные резьбы Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, забойных двигателей Натяг, мм Обозначения резьб 3-152 3-147 3-133 3-117 3-101 3-88 3-76 3-42 Резьбы конические турбобуров РКТ 177x5,08x1:16 Резьбы метрические конические (с наружным упором по торцу муфты и упорному уступу ниппеля) МК 140x6x1:16 МК 119x4x1:16 LH МК 112x4x1:32 МК 97,5x4x1:12 МК 94x4x1:32 LH МК 84x6x1:16 MK84x5,5xl:16LH МК 75x6x1:16 МК 76x4x1:32 МК 60x6x1:16 МК 50x4x1:16 МК 50x5x1:16 1_Н МК51х 4x1:16 НКБ 54x3,175x1:16 МК 42x2,5x1:16 МК 40x4x1:16 1_Н Резьбы метрические конические (с упором по торцу ниппеля и внутреннему уступу муфты) МК 98x6x1 16-ВТ МК 90x6x1 16-ВТ МК 75x6x1 16-ВТ МК 60x6x1 16-ВТ МК 50x4x1 16-ВТ МК 35x4x1 16-ВТ ь Таблица 6.14.16. Соответствие замковых резьб по API 7 (США) и ГОСТ Р 50864-96 Присоединительные резьбы, по стандарту NC 12 Таблица 6.15. Технические характеристики винтовых забойных двигателей для бурения вертикальных, наклонно - направленных и горизонтальных скважин Шифр Д1 - 145 Д - 155 ДГ - 155 ДМ - 172 ДМ1-172 ДН - 172 Д5 - 172 Д5-172М ДВ - 172 ДГ1 - 172 Д2 - 195 Д5 - 195 ДЗ- 195 Д1 - 240 Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9, тел. (095) 236-01-70 факс (095) 235-30-00, Телетайп 112168 ДОЛОТО. Шифр Д-42 Д - 48 Д1 - 54 ДГ - 60 Д - 85 Д1 - 88 ДО - 88 ДГ - 95 ДГУ- 95 Д - 95 Д1 - 105 ДГ- 105 Д - 106 Д1 - 106 Д - 108 ДК-108-1 ДК-108-2 ДК-108-3 Д1 - 108 ДГ - 108 Д - 110 Д1 - 127 Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9, тел. (095) 236-01-70 факс (095) 235-30-00, Телетайп 112168 ДОЛОТО. Типы двигателей и параметры Диаметр корпуса наружный, мм Длина двигателя, мм Присоединительные резьбы: !" к бурильным трубам !" к долоту Диаметры применяемых долот, мм Расход бурового раствора, м3/сек Частота вращения вала: - (рабочий режим), сек-' Момент силы на валу: - рабочий / макс., Нм Перепад давления: - (рабочий режим), МПа Масса двигателя, кг Изготовитель – АО "Кунгурский машиностроительный завод" Россия, 617400, Пермская область, г.Кунгур, ул.Просвещения, 11. Тел.:(34271)3-36-45, 3-34-55, 3-74-74. производства ОАО «Павловский машзавод». Параметры и тип двигателя Диаметр наружный, мм Длина, мм Частота врашения вала, с-1 Момент силы на валу, кНм Расход рабочей жидкости, л/с Перепад давления на двигателе, МПа Присоединительные резьбы: Диаметр применяемых долот, мм Масса, кг Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" забойных двигателей Показатели Наружный диаметр корпуса, мм Длина, мм Рекомендуемые диаметры долот, мм Присоединительная резьба (ГОСТ Расход бурового раствора плотностью 1000 кг/м3 (вода), дм3/сек Момент силы на выходном валу, Нм: Частота вращения вала, с-1: Перепад давления, МПа: Масса, кг Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, Таблица 6.20. Технические характеристики модульных турбинно-винтовых двигателей ТНВ. Наружный 172 195 240 Изготовитель - ОАО НПО «Буровая техника» – ВНИИБТ, 113114, Россия, Москва, Летниковская ул. 9 Таблица 6.21. Основные параметры роторно-турбинных буров. Показатели Диаметр скважины, мм Диаметр корпуса турбобура, мм, и их количество, шт Диаметр долота, мм Максимальный поперечный размер бура, мм Нагрузка на долото, кН, не более Масса бура, кг Показатели Количество долот, шт Расход бурового раствора, м3/с Таблица 6.23. Секции двигательные (статор – ротор) Предназначены в качестве рабочих органов винтовых забойных двигателей для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию врашения вала и привода бурового инструмента. Обозначение Д1-54 Д-85 Д-85М Д-105 Д-127 Д-145 Д1-195 (ремонт) Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Тип двигателя Д1 - 54 Д - 85 Д1 – 105 Д1 – 127 Д1 – 145 ЗТСШ1-172 ТПС-172.20* ТПС-172.70* ЗТСШ1-195 ЗТСШ1-195Ш ЗТСШ1-195ШД ТРМ-195.10* промежуточная ТРМ-195.20* ШШ01-195* А9Ш* А9Ш1* * изготовление по заявкам Заказчика Обозначение типов осевой опоры: 1 – шарикоподшипниковая специальная; 2 – подшипник радиально-упорный; 3 – резино-металлическая пята; 4 – подшипник упорный двойной; 5 – подшипник упрно-радиальный; 6 – резинометаллическая пята + подшипник упорно-радиальный. tit Таблица 6.25. Переводники кривые регулируемые Предназначены для использования в составе двигателей винтовых забойных и турбобуров при бурении искривленных и горизонтальных скважин со ступенчатым изменением угла перекоса непосредственно на устье скважины без разъединения двигателя или турбобура. При установке переводника между шпинделем и двигательной секцией или между секциями турбобура валы последних соединяют с помощью кардана (торсиона). Обозначение ПКР2-172 ПКР2-195 ПКР2-240 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Предназначены для создания отклоняюших систем при бурении наклонно направленных скважин; устанавливаются между двигательной и шпиндельной секциями. Наименование Переводник-отклонитель Переводник кривой Переводник отклонитель Переводник искривленный Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Габаритные размеры: - длина, мм Масса, кг Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Состав: обойма наружная, обойма внутренняя. Обозначение 296708 296710 296712 128721Р Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Наименование мм Комплект осевой опоры шпинделя ЗТСШ1-172, в т. ч.: - подпятник П 2-172 ГОСТ4671-76 - диск пяты ТС6Е-172.1.6 - кольцо пяты наружное ТС6Е-172.1.7 - кольцо пяты 3ТСШ-164.ТЛ1.17 Комплект осевых опор шпиндельных секций 3ТШ1-195 и ТРМ-195 в т. ч.: - подпятник П2-195/124 ГОСТ4671 -76 - диск пяты ТС6-195.1.11 - кольцо пяты ТС6-195.1.12 - кольцо пяты наружное ТС6-195.1.13 Комплект осевых опор шпиндельной секции 3ТШ1-240 в т. ч.: - подпятник П2-240/150 ГОСТ4671 -76 - диск пяты 3ТСШ1-240.07.12 - кольцо пяты 3ТСШ1-240.07.13 - кольцо пяты наружное ЗТСШ1-240.07.15 Изготовитель – ОАО "Павловский 617143, Пермская область, Очерский район, посело Тел.(34278) 23581, .(34278) 23552, факс (34278)2334 Наименование Комплект осевой опоры в т.ч.: - подпятник П4-172 ГОСТ4671-76 - диск пяты КТД4М-172-190/40-015 - кольцо пяты КТД4М-172-190/40-016 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Наименование Комплект осевой опоры в т.ч.: - подшипник 538920 - обойма внутренняя ШШО1-172.012 - обойма внешняя ШШО1-172.013 - компенсатор ШШО1-172.030 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Наименование Опора радиальная ТПС-172.030 Диск ТПС-172.058 Кольцо ТПС-172.064 Втулка ШШО4-172Д.009 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Опора ОС1-172/95 ОС1-172/109 ОС1-195/95 ОС1-240 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Наименование Комплект осевой опоры шпинделя Т12МЗЕ-172, в т. ч.: Комплект осевой опоры шпинделей Т12МЗБ-240 и Т12РТ-240 в т. ч.: Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Опора нижняя Таблица 6.36. Ниппели Обозначение Н1-240 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Статор ТС4Е-172.1.5* КТД4М-172-190/ 40-011* ЗТСШ1-195.2.10 ЗТСШ1-240.08.006 А9К5Са-1,8 А7П5.001** А9ПЗ-Т3.001** 21/10-120** Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Таблица 6.38. Полумуфты шпинделей Предназначены для соединения валов шпиндельных секций с валами (торсионами) двигательных и турбинных секций. Обозначение Д1-105 Д1-127 Д1-145 ЗТСШ1-172 ТПС-172 Д1-195 ЗТСШ1-195 ЗТСШ1-240.1.1 ЗТСШ1 -240.07.004 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Предназначены для передачи вращения с ротора на вал шпинделя в винтовых двигателях. Обозначение Вал Д1-54 Вал гибкий Д-85 Вал гибкий Д-85М Торсион Д1-105 Торсион Д1-127 Торсион Д1-145 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Предназначены для соединений шпиндельных секций двигательными или турбинными секциями с Обозначение (наименование) Переводник нижней секции ТС5-172.2.1 Переводник нижней секции ТС6-195.1.2 Переводник нижней секции ЗТС5Б-240.1.1 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Предназначены для присоединения долота к валу шпинделя. Обозначение (наименование) Переводник наддолотныи Д1-54 Переводник наддолотныи Д-85 Переводник Д1-105 Переводник вала Д1-127 Переводник вала Д1-145 Переводник вала ПМ-3-102/З-117 Переводник вала Переводник вала ПМ-З-117/З-117 Переводник вала ПМ-З-133/З-152 Переводник вала ПМ-З-133/З-147 Переводник вала ПМ-З-147/З-152 Переводник вала ПМ-З-147/З-147 Переводник вала КТД4С-172-190/40 Изготовитель – ОАО "Павловский машзавод" Ключи К-10 Ст-10 Распрессовоч-ные стенды Тянущее СР-35 Обкаточно-испытательные стенды СОИ-01 СОИ-02 СОИ-03 Моечная Длина м Разработчик – изготовитель : ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ, 113803, г. Москва, ГСП, ул. Летниковская, 7-9, Тел. [095] 236-01-70. Факс [095] 959-67-11 Телетайп 112168 ДОЛОТО. турбобур типа ЗТСШ1 (шпиндель с резинометаллической пятой) 13 к о 13 Шпиндельная секция Турбинная секция о Рис. 6.3. Малогабаритные турбобуры ТШ-108Б,ТГ-124. Рис. 6.4. Турбобуры ТШ-195, ТШ-240. Рис. 6.5. Турбобур типа АГТШ. 1 - переводник к бурильным трубам; 2 - верхняя турбинная секция; 3 - средння турбинная секция; 4 - нижняя турбинная секция; 5 - шпиндельная секция. 26250 Рис. 6.6. Турбобур ТПС с плавющими статорами. а) б) Рис. 6.7. Конструкция ступеней турбин с плавающим статором. а - положение статора в корпусе секции; б - ступень турбины. 1 - пружины; 2 - корпус секции; 3 - шпонка; 4 - статор; 5 - кольцо; 6 - резиновая подушка опоры ротор; 7 - ротор. а) б) Рис. 6.7. Конструкция ступеней турбин с плавающим статором. а - положение статора в корпусе секции; б - ступень турбины. 1 - пружины; 2 - корпус секции; 3 - шпонка; 4 - статор; 5 - кольцо; 6 - резиновая подушка опоры ротор; 7 - ротор. ! Рис. 6.8. Редукторный турбобур ТРМ-195. А-турбина; В-опорный узел; С-редуктор-вставка; Д-опорный узел; Е-долото. 1-полумуфта; 2-радиальная опора; 3-клапан; 4-лубрикатор; 5-уплотнение; 6-роликоподшипник; 7-входной вал; 8-планетарная передача; 9-корпус; 10-выходной вал. ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Рис. 6.8. Редукторный турбобур ТРМ-195. А-турбина; В-опорный узел; С-редуктор-вставка; Д-опорный узел; Е-долото. 1-полумуфта; 2-радиальная опора; 3-клапан; 4-лубрикатор; 5-уплотнение; 6-роликоподшипник; 7-входной вал; 8-планетарная передача; 9-корпус; 10-выходной вал. ! Рис. 6.9. Турбобур - отклонитель Т02. 1 - промежуточный переводник; 2, 15 - полумуфты; 3, 4, 12, 18, 19, 24 - регулировочные кольца; 5, 7 - верхний и нижний фонари; 6, 22 - многорядные упорно-радиальные шарикоподшипники типа 128700; 8 - статор; 9 - ротор; 10 - средняя опора; 11, 13 - корпус и вал турбинной секции; 14, 16 - соединительный и искривленный переводники; 17 - шарнирное соединение; 20 - нижняя опора; 21 - ступени пяты-саль ник а; 23, 26 - корпус и вал шпиндельной секции; 25 - ниппельная гайка; 27 - переводник вала. Рис. 6.10. Турбобур - отклонитель ТО-240КЕ. 1 - переводник-центратор; 2 - турбинная секция; 3 - шпиндель; 4 - ниппель-центратор; 5 - калибратор; 6 - долото; 7 - ступень турбины; 8 - торсион; 9 - искривленный переводник; 10 - осевая опора шпинделя. Рис. 6.11. Шпиндель - отклонитель ШШО1-195. 1 - перводник нижней секции; 2 - полумуфта шпинделя; 3, 10 - крпусы; 4 - упорно-радиальный многорядный шарикоподшипник No 128721; 5 - нижняя опора; 6, 11 - валы; 7 - переводник; 8 - двойной шарнир; 9 - искривленный переводник; 12 - ниппельная гайка; 13 - переводник вала. Рис. 6.12. Колонковое турбодолото КТДЗ-240-269/40. 1 - переводник корпуса; 2 - грунтоноска; 3 - вал; 4 - корпус; 5 - ротор; 6 - статор;7 - фонарь; 8 - ниппель; 9 - переводник вала. s ?3 ?5 El Рис. 6.13. Керноотборный турбобур со съемным керноприёмником 2УКТ-172/40. 1 - турбинная секция; 2 - шпиндель; 3 - бурголовка; 4 - керноприёмник; 5 - ступень турбины; 6 - осевая опора шпинделя. Рис. 6.13.1. Влияние кинематического отношения на характеристики винтового забойного двигателя. Рис. 6.13.2. Варианты взаимодействия ротора и статора винтового героторного механизма. Рис. 6.13.2. Варианты взаимодействия ротора и статора винтового героторного механизма. 7.4 ft | 2260mm | 9 1 I! I 2780mm I 10 3 ll i 3140mm) ¦УИ'КИ 11 3 ft I 3440mm I 11 8ft (3600mm I 18.9 ft (5770mm) ила 10 4 ft I3170mi. ) 21 3 ft I 6500mm I ES9 24 7 ft { 7530mm I ЕВБШ1 20 4 ft ( 6250mm l 13 1 ft i 4000mm ) ЕШ 21 1 ft t 6440mm I ¦ ¦НАШ 13 1 ft (4000mm ] 21 7 ft (6620mm ) iu>4-i:i3 24 5 ft ( 7470mm ) ¦ »!=№¦ 21 3 ft 1 6500mm I i»bMu:t-i 24 1 ft 1 7350 mm I iiiiWiisli 28 5 ft (8690mm ) 34 66 9 10^ 5.6 5:6 5:6 ® • nwy 67 9 9 Ю 9:10' 9:10^BT 9Л&ВУ 9ЧЧУ 56 • M 56® HA3AJ Рис. 6.13.3. Типоразмеры двигателей, выпускаемых фирмой "Drilex". Рис. 6.13.4. Двигатель общего назначения Д2-195. 1-верхний переводник; 2-муфта ротора; 3-ротор; 4-статор; 5-гибкий вал; 6-переводник шпинделя; 7-муфта шпинделя; 8-корпус шпинделя; 9-радиапьная опора; 10-торцовый сальник; 11-многорядный упорно-радиальный подшипник; 12-вап шпинделя; 13-ниппель; 14-наддолотный переводник. Рис. 6.13.5. Двигатель для горизонтального бурения ДГ-108. 1-верхний переводник; 2- ротор в сборе; 3-статор; 4-гибкий вал; 5-шарнир; 6-корпус шпинделя; 7-осевая опора; 8-радиальная опора; 9-наддолотный переводник. б в ЕЙ t ?3 Ш II (5 II Рис. 6.13.6. Схема компоновок винтового забойного двигателя для горизонтального бурения. б в ЕЙ t ?3 Ш II (5 II Рис. 6.13.6. Схема компоновок винтового забойного двигателя для горизонтального бурения. Рис. 6.13.7. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (неориентированная сборка рабочих органов). 1-переливной клапан; 2-верхний переводник; 3-статоры; 4-роторы; 5-втулки ротора; 6, 8-переводники; 7-карданный вал; 9-гибкий вал. Рис. 6.13.8. Силовая секция двухсекционного двигателя Д1-195 (ориентированная сборка рабочих органов). 1-переливной клапан; 2-верхний переводник; 3-статоры; 4-ротор; 5-переводник роторный; 6-переводник корпусной; 7-втулка ротора; 8-гибкий вал. Рис. 6.13.9. Устройство для ориентированной сборки статоров. Рис. 6.13.10. Устройство для ориентированной сборки роторов. 1-монтажный статор; 2-штанга; 3-крышки с прорезями; 4-монтажный статор с прорезями на торце; 5-крепежные болты. Рис. 6.13.11. Многошаговый модульный двигатель ДММ-172. 1-верхний переводник; 2-корпус; 3-вал; 4-модуль статора; 5-модуль ротора; 6, 7-шпонки; 8-гибкий вал (торсион); 9-нижний иреводник; 10-втулки вала. Рис. 6.13.12. Шпиндельная секция. 1-переводник нижний; 2-муфта; 3-втулка регулировочная; 4-кольцо регулировочное; 5,11-втулка подкладная; 6-опора нижняя; 7-втулка нижней опоры; 8-сальникторцовый; 9, 12-кольцо; 10-вал шпинделя; 13-пакет упорных подшипников; 14, 18-втулка упорная; 15-кольцо; 16-втулка кольца уплотнительного; 17-втулка регулировочная; 19, 21-переводник; 20-гайка; 22-корпус. 1 2 3 4 5 Рис. 6.13.13. Упорно-радиальные подшипники. а-с коническими дорожками качения; б-с тороидными дорожками качения; в-с комбинированными дорожками качения. 1-наружное кольцо; 2-внутреннее кольцо; 3-шар; 4, 5-распорные втулки; 6-вап; 7-проставочное кольцо. Рис. 6.13.14. Ступень многорядного упорного подшипника качения с резиновым компенсатором типаШШО. Рис. 6.13.15. Многорядная осевая опора скольжения. 1-наружное кольцо;2-диск; 3-внутреннее кольцо; 4-подпятник; 5-корпус шпинделя; 6-вап. и I > Рис. 6.13.16. Подпятнике утопленной резиной осевой опоры скольжения. Ыттттттш^к^ Рис. 6.13.17. Радиальная опора шпинделя. BSS5S 3 sWSWWWWW^^^ Рис. 6.13.18. Торцовый сальник. 1-втулка в корпусе шпинделя; 2-неподвижный элемент сальника; 3-пружина; 4-подвижный элемент сальника; 5-уплотнение; 6-втулка на валу. Рис. 6.13.19. Двухшарнирное соединение. 1-полумуфта; 2-гайка; 3-манжета; 4-втулка; 5-шар; 6-корпус; 7-соединительная труба. Рис. 6.13.20. Двухшарнирное соединение "AnadriM". 1-корпус; 2-центрапьный шар; 3-периферийный шар; 4-уплотнение; 5-гайка; 6-соединительный вал. eq: ...¦« E=7? 3^ -eEEEB Рис. 6.13.21. Конструкция гибких валов. 2 3 4 5 6 7 &ЕЩШ^^ВЩ Ш^^?^ Рис. 6.13.22. Переливной клапан для двигателя Д1-105. 1-переводник; 2-кольцо; 3-упор; 4-армированная манжета; 5-втулки; 6-уплотнение; 7-корпус. Рис. 6.13.23. Переливной клапан для двигателя Д-240. 1-гидравлическая коробка; 2-седло; 3-кпапан; 4-корпус; 5-пружина; 6-шток; 7-переводник. Рис. 6.13.24. Переливной клапан для двигателя "Dyna-Drill". 1-корпус; 2-поршень; 3-седло; 4-пружина. Рис. 6.13.25. Редукционный клапан двигателя ДГУ-95. 1-корпус; 2-упорная шайба; 3-поршень; 4-пружина; 5, 6-уплотнения. Рис. 6.13.26. Регулируемый искривленный переводник. 1-верхний переводник; 2-нижний переводник; 3-папец; 4-эластичная труба; 5, 6-кольца; 7-гайка. А-А •*3 Рис. 6.13.27. Корпусной шарнир двигателя ДГ-108. 1-верхний переводник; 2-уплотнение; 3-палец; 4-эластичная труба; 5-нижний переводник. Д1-240—> Д2-195-+ Д5-172—*МК156 Д1-127—> МК112 Д-105 -> Д-95 -* Д-85 —> РКТ218 РКТ177 МК156 МК140 МК112 МК97.5 МК94 МК84 МК76 6 РКТ218 РКТ177 МК156 МК140 МК112 МК97.5 МК94 МК84 МК 76 10 // Д1-240—> 3-171 Д2-195—*• 3-147 Д5-172—* 3-147 Д-155 —> 3-133 Д1-127—> 3-101 Д-108 —> 3-88 Д-105 —> 3-83 Д-95 —> 3-76 Д-85 -> 3-62 Рис. 6.13.28. Резьбовые соединения винтовых забойных двигателей диаметрами 240 - 88 мм. 1-верхний переводник; 2-втулка ротора; 3-статор; 4-ротор; 5-гибкий вал; 6-переводник соединительный; 7-втулка шпинделя; 8-пакет подшипника; 9-корпус шпинделя; 10-ниппель; 11-наддолотный переводник. Д-60 —>MKSl MKS1 MK51 MKS1 MK3S Д1-54—>НКБ54 НКБ54 НКБ54 НКБ54 MK35 Д-48 —>MK42 MK42 MK42 MK42 MK35 Д-60 —>3-42 Д1-54 —> 3-42 Д-48 —>3-42 Рис. 6.13.29. Резьбовые соединения винтовых забойных двигателей диаметрами 60 - 48 мм. 1-верхний переводник; 2-статор; 3-ротор; 4-вал гибкий; 5-переводник соединительный; 6-сборка вала с подшипником; 7-корпус шпинделя; 8-ниппель; 9-наддолотный переводник. и \- а) N j б) 1
j 1 г Ц
в) Рис. 6.14. Конструктивные схемы винтовых забойных двигателей. а - Д1-240; б – ДВ-172; в - Д1-105. ! ! ! Рис. 6.15. Конструктивная схема турбобура ТПС-172У. Рис. 6.16. Конструктивная схема турбинно-винтового низкооборотного двигателя ТНВ. + N \ Рис. 6.17. Роторно - турбинный бур. da___iSl ^> ^- - -фа ^ф- />/ #///////
Рис. 6.18. Реактивно -турбинный бур РТБ6М2-2080. Рис. 6.19. Ключ турбобурный. 1 - силовой привод с эсцентриковым зажимным механизмом; 2 - рама; 3 - задерживающий механизм с эксцентриковым зажимным патроном и электрогидравлическим регулятором крутящего момента; 4 - пульт управления. Рис. 6.20. Стенд (ключ) сборки- разборки винтовых забойных двигателей. 1 - силовой привод с эсцентриковым зажимным механизмом; 2 - рама; 3 - задерживающий механизм с эксцентриковым зажимным патроном и электрогидравлическим регулятором крутящего момента. Рис. 6.21. Стенды распрессовочные СР-34 и СР70. 1 - рама;2 - траверса упорная; 3 - гидроцилиндр; 4 - траверса подвижная; 5 - маслостанция. Рис. 6.22. Стенд обкаточно - испытательный СОИ. 1 - муфта тормозная поршковая; 2 - редуктор; 3 - кожух; 4 - опора; 5 - пульт управления регистратором; 6 - гидравлический забойный двигатель; 7 - переводник. Рис. 6.23. Установка моечная УМ-1. 1 - насосная установка; 2 - емкоста сбора и подогрева воды; 3 - сборник масла; моечная секция. |
|
|||||
В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления. Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях. В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки. Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск. |
|||||||
ВСЕ О БУРОВОМ ИНСТРУМЕНТЕ
|
|||||||
Скачать эту главу в формате PDF |
|||||||
Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг) |
|||||||
по всем вопросам и предложениям Вы можете обращаться на neft-i-gaz@bk.ru Администрация сайта |
|||||||