Шпиндельный турбобур

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1323691 1 4 Е 21 В 4/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Производственное объединение Ноябрьскнефтегаз Главтюменнефтегаза(54) ШП ИНДЕЛ ЬН Ь 1 Й ТУР БОБУР(57) Изобретение относится к буровому оборудованию и позволяет повысить надежность работы за счет повышения точностиопределения момента предельно допустимогоизноса осевой опоры шпиндельной секции(ШС) и увеличения гидравлической мошности при работе в пределах допустимогоизноса. Турбобур (Т) включает ШС и турбинные секции (ТС) с базовыми деталями -вращающимся валом 3 и неподвижным корпусом 1. Предохв нижней ТС2, 4 с осевыми поперечном се или ломаную ф лены на однойна детали 1 меобразуют гидра ный осевой заз пределах 1.-+6достижении осе мой величины и ции забоя над гтали 1, 3 смеуменьшается кного сечениянагнетательнойсигнализируя оДалее бурят тувеличить прохотказ. 3 з.п. франительныи узел установлен и выполнен в виде дисковотверстиями 5, имеющих в енин плоскую, сферическую орму, Два диска 4 установдетали 3, а третий диск 2 - жду дисками 4. Диски 2, 4 влический канал А. Суммарор между ними находится в мм, где 1. - люфт ТС. При вого люфта Т сверх допустили в случае превышения реакидравлической нагрузкой деща ются, в результате чего ритическая площадь проход- предохранительного узла. В линии повышается давление, необходимости замены ШС. еми же ТС, что позволяет одку Т и наработку его на ль 1, 2 ил,ного сечения гидравлического канала А предохранительного узла над неподвижным диском 2, а, начиная с некоторого значения Р, где Г - критическая площадь проходного сечения предохранительного узла, в нагнетательной линии при постоянном расходе начнет повышаться давление, что является сигналом для своевременной замены шпиндельной секции. После замены шпиндельной секции процесс бурения продол 45 55 Изобретение относится к буровому оборудованию, а конкретно к гидравлическим забойным двигателям, и может быть использовано при бурении нефтяных, газовых и любых других скважин,Целью изобретения является повышение надежности работы за счет повышения точности определения момента предельно допустимого износа осевой опоры шпиндельной секции и увеличения гидравлической мощности при работе в пределах допустимого износа.На фиг. 1 показана нижняя турбинная секция, общий вид; на фиг. 2 - предохранительный узел, общий вид.В корпусе одной базовой детали (статора) 1 установлен неподвижный диск 2, на другой базовой детали - вращающемся валу (роторе) 3 установлены два подвижных диска 4, причем диск 2 расположен между дисками 4 и образует с ними гидравлический канал А. В дисках могут быть выпол. нены отверстия 5 для образования гидравлического канала,Работа турбобура с предохранительным узлом происходит следующим образом.При достижении осевого люфта турбобура сверх допустимой величины (вследствие износа осевой опоры шпинделя), одна базовая деталь - ротор смещается относительно другой базовой детали - статора смещается вниз, в случае превышения гидравлической нагрузки над реакцией забоя, в результате чего зазор между дисками 2 и 4 уменьшается, уменьшается и площадь проходжают теми же турбинными секциями, это позволяет одним турбобуром увеличить проходку и наработку его на отказ. В случае превышения реакции забоя над гидравлической нагрузкой базовая деталь (ротор) смещается относительно другой базовой детали (статор) вверх, в результате чего уменьшается зазор между дисками 2 и 4. Как и в первом случае происходит уменьшение площади проходного сечения гидравлического канала А предохранительного узла, но под неподвижным диском 2, а, начиная с некоторого значения г, где Р - критическая площадь проходного сечения гидравлического канала А предохранительного узла, в нагнетательной линии при постоянном расходе начнет повышаться давление, что также является своевременным сигналом для замены шпиндельной секции.Использование изобретения позволяет своевременно производить замену шпиндель 5 10 15 20 25 ЗО ной секции по сигналу предохранительного узла и тем самым увеличить наработку турбинных секций вследствие полной отработки ступеней турбины. Установка предохранительного узла в конце нижней турбинной секции увеличивает межремонтный период шпиндельных секций без дополнительных затрат за счет увеличения допустимого осевого люфта вала турбобура свыше 8 мм против 5 мм для шпиндельных турбобуров при замене шпиндельной секции.Объясняется это тем, что в шпиндельных турбобурах при увеличении осевого люфта вала турбобура свыше 5 мм турбинные секции работают в ослабленном потоке за счет больших утечек между валом и корпусом шпиндельной секции. Вследствие этого турбинные секции лишены подпора, который создает осевая опора шпинделя, выполняя функции лабиринтного уплотнения в пределах осевого люфта 2 - 5 мм, что снижает технические характеристики турбобура и, как следствие, уменьшает механическую скорость бурения.В данном шпиндельном турбобуре с предохранительным узлом отработка шпиндельных секций свыше 8 мм обеспечивается предохранительным узлом, установленным в нижнеи турбинной секции, который во время работы постоянно поджимает поток на выходе из турбинных секций, создавая подпор для них, Подпор не зависит от увеличения осевого люфта шпиндельной секции, так как он создается выше всех зазоров, через которые происходят утечки. Поддержание подпора постоянным в турбинных секциях сохраняет неизменными все технические характеристики турбобура.Формула изобретения1. Шпиндельный турбобур, включающий шпиндельную и турбинные секции с базовыми деталями - вращающимся валом и неподвижным корпусом, и предохранительный узел, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет повышения точности определения момента предельно допустимого износа осевой опоры шпиндельной секции и увеличения гидравлической мощности при работе в пределах допустимого износа, предохранительный узел установлен в нижней турбинной секции и выполнен в виде трех дисков, два из которых установлены на одной базовой детали, а третий - на другой базовой детали между первыми двумя дисками, причем диски образуют между собой гидравлический канал для прохода рабочего агента,2. Турбобур по п, 1, отличающийся тем, что суммарный осевой зазор между дисками находится в пределах 1.-ь 6 мм, где 1 - люфт турбинной секции.1323691 Составитель В. НикулинРедактор М. Келемеш Техред И, Верес Корректор М. ДемчикЗаказ 2940/35 Тираж 532 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3. Турбобур по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что диски в поперечном сечении имеют плоскую, сферическую или ломанную форму. 4. Турбобур по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что диски выполнены с осевыми отверстиями.