Редукторные турбобуры
Турбобуры редукторные (ТР) с маслонаполненными редукто — рами-вставками (рис. 8.2), разработанные Пермским филиалом
Ч- |
ВНИИБТ, предназначены для бурения глубоких вертикальных, наклонно на — правленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин, сверхглубоких и гео-
3 термальных скважин различного назначения, а также для бурения скважин с
4
У |
-Щ- |
отбором керна при пониженной частоте вращения и увеличенном моменте на выходном валу забойного двигателя с ис-
5 пользованием буровых растворов различной плотности — от облегченных (аэрированных) до утяжеленных при высоких
6 температуре (до 300 °С) и давлении (до 250 МПа).
ь§- ллмл| ь — |
7
7 Рис. 8.2. Принципиальная схема редуктора-
вставки:
^ / — кожух; 2, II — валы; 3 — корпус; 4, 8 —
уплотнения маслозашиты; 5— маслонаполненная камера; 6 — передача; 7 — сферические опоры, 1! 9 — упругий элемент; 10 — радиальная опора
В настоящее время разработан ряд редукторных турбобуров с наружными диаметрами 105, 120, 142, 145, ! 78, 195 и 240 мм, которые благодаря возможности изменения в широких пределах частоты вращения и момента силы на валу применяются при бурении как шарошечными, так и безопорными долотами различных типоразмеров и серий. Основание для выбора диаметра — в соответствии с рекомендуемыми зазорами между стенками скважин и корпусом двигателя в конкретных горно-геологических условиях месторождений.
В основу конструкции редукторного турбобура положен агрегатный метод соединения машин. Поэтому он состоит из трех основных элементов: турбины, редуктора и шпинделя. Требуемые варианты компоновки редукторных турбобуров собирают непосредственно на буровой в зависимости от технологических требований строительства скважины.
Высокая прочность планетарного редуктора позволяет в зависимости от горно-геологических условий бурения компоновать ре — дукторный турбобур одной или несколькими турбинными секциями различных типов, одним или несколькими редукторами с различным передаточным числом, шпинделем или шпиндель-редуктором.
Также к нему можно присоединять керноотборный инструмент для отбора керна или отклонитель для зарезки наклонного участка ствола скважины или корректировки ее направления. Если по условиям бурения применение редуктора не требуется, например при использовании алмазных долот, то турбобур собирается в обычной комплектации — из турбинных секций и шпинделя.
Редуктор турбобура представляет собой сменный оригинальный узел, выполненный в отдельном корпусе. В него входят:
• двухрядная зубчатая планетарная передача с косозубым зацеплением Новикова, способная передавать момент силы более 10 кН м и отличающаяся высокой износостойкостью и прочностью при ограниченных радиальных размерах редуктора;
• входной и выходной валы с несущими опорами (в качестве которых используются мощные роликовые подшипники, установленные с возможностью компенсации перекосов), соединяющие передачу с валами турбинной секции и шпинделя посредством соединительных муфт; предусмотрено предохранение передачи от перегрузок и влияния интенсивных колебаний момента силы на долоте;
• система маслозащиты, включающая в себя уплотнение торцевого типа и лубрикатор, предназначенный для компенсации возможных утечек смазочного материала в процессе эксплуатации и стабилизации давления в маслонаполненной полости редуктора; конструкция. Материалы и технология изготовления уплотнений обеспечивают их надежную работу в абразивной и хи-
Показатели |
TPB-142 |
TP-I45 |
ТР175/ 178 |
ТРМ-195 |
TPMI- І95Ш |
ТРМЗ- 195 |
ТР- 195СТ |
ТР-240 |
TPLU- 195 |
ТРОЗ- 195М |
Наружный диаметр корпуса, мм |
142 |
145 |
178 |
195 |
195 |
195 |
195 |
240 |
195 |
195 |
Длина, мм |
8600 |
8000 |
12 987 |
25 105 |
9 200 |
6 000 |
13000 |
10680 |
12 !00 |
14300 |
Масса, кг |
650 |
800 |
2 000 |
4 620 |
1 370 |
800 |
2 400 |
2800 |
2 230 |
2600 |
Рекомендуемый диаметр долота, мм |
158.7… 215,9 |
158,7… 165,1 |
212,7… 215,9 |
215,9… 269,9 |
215,9… 269,94 |
215,9… 269,9 |
215,9… 269,9 |
269,9… 490,0 |
212,7… 215,9 |
212,7… 215,9 |
Передаточное число редукторов: с одной планетарной передачей |
3,83 |
3,83 |
3,86 |
3.69 |
3,69 |
— |
3,70 |
3,05 |
3,69 |
3,69 |
с двумя планетарными передачами |
— |
— |
14,88 |
— |
— |
13,69 |
— |
— |
— |
|
Турбинные секции: тип (секции или турбины) |
ТРВ- 142 |
ТРВ- 142 |
ТР- 178 |
ЗТСШ1- 195 |
17/8-195 |
15/18- 195ТСЛ |
ЗТСША- І95ТЛ |
ЗТСШ1- 240 |
17/8-195 |
15/18- І95ТЛ |
число ступеней в 1 турбине |
100 |
100 |
101…151 |
204 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
1Расход бурового рас г — iiopa (воды), л/с |
| 20…24 |
18…22 |
18…30 |
26…34 |
24…30 |
24…30 |
24…32 |
34…45 |
28…32 |
28…32 |
Таблица 8.3 |
272 273 |
Технические характеристики редукторных турбобуров конструкции Пермского филиала ВНИИБТ |
/Момент силы на выходном валу редуктора, кН ■ м: с одной планетар — ной передачей с двумя планетарными передачами |
1,0… 1,3 |
1 1 Г- © |
4.1.. .8.3 2.0. ..3.5 |
1,5 …2,5 |
1,1.„1,7 2.0…3 |
ГО Г 1 о |
ОС I : О |
2.8…3,5 |
6,9.„9,0 |
7,1 …9,2 |
Частота вращения выходного вала редуктора. об/мин: с одной планетарной передачей |
186… 260 |
180… 220 |
260… 575 |
120… 170 |
250…320 |
— |
85…235 |
145.„260 |
350…400 |
350…400 |
с двумя планетарными передачами |
— |
— |
125…150 |
— |
100…125 |
120… 140 |
— |
— |
— |
— |
Максимальная мощность, кВт |
20…30 |
13…23 |
35…68 |
22…50 |
27…52 |
30…47 |
33…78 |
43.„96 |
63…94 |
65…96 |
Перепад да&ления в турбобуре, МПа |
3.3…4,8 |
4,1…5,9 |
5,0…9,2 |
2,8…4,9 |
2,1…3,3 |
2,4…3,8 |
3,3…5,9 |
2,4…4,2 |
4,1.„5,3 |
4,2.„5,4 |
Максимальная температура в скважине, •с |
250 |
300 |
250 |
147 |
147 |
107 |
300 |
147 |
250 |
250 |
Присоединительная резьба по ГОСТ 28487: к трубам |
3-122 |
3-121 |
3-147 |
3-147 |
3-147 |
3-147 |
3-147 |
3-171 |
3-171 |
3-171 |
к долоту |
3-102 |
3-88 |
3-117 |
3-117 |
3-117 |
3-117 |
3-117 |
3-152 |
3-102 |
3-88 |
мически активной средах, при осевых и радиальных вибрациях и в условиях пульсаций давления бурового раствора.
В табл. 8.3 приведены технические характеристики редукторных турбобуров конструкции Пермского филиала ВНИИБТ.