Принцип действия турбобура

Турбобур (рис. XIII.1) представляет собой забойный гидравлический агрегат с многоступенчатой гидравлической турбиной, приводимой в действие потоком бурового раствора, который закачивают в бурильную колонну с поверхности насосами. ^

Турбобур состоит из двух групп деталей: вращающихся и не вращающихся. Невращающуюся группу деталей составляют переводник /, при помощи которого турбобур соединяется с бурильной колонной, цилиндрический корпус 2 с кольцами пяты 4, дисками статора 5, средней опорой и ниппелем 8. К вращаю-щейся группе деталей относится вал 3 с насаженными на нем дисками роторов 7 и пяты 5, закрепленными на валу при помощи шпонки, гайки и контргайки. Нижняя часть вала имеет отверстие внутри и боковые каналы для протока раствора к долоту и снабжено резьбой, которой через переводник присоединяется долото.

Турбина состоит из большого числа ступеней (100—350). Каждая ступень (рис. XIII.2) представляет собой* два диска с лопатками: один диск — ротор — укреплен на валу турбобура, второй — статор. Лопатки статора и ротора расположены под углом друг к другу, вследствие чего поток жидкости, поступающий под углом из каналов статора на лопатки ротора, меняет свое направление и производит силовое воздействие на них. В результате этого создаются силы, стремящиеся повернуть закрепленный на валу ротор в одну сторону, а закрепленный в корпусе диск статора — в другую сторону. Далее поток раствора из каналов ротора вновь поступает на лопатки статора ниже расположенной ступени, где вновь происходят изменение направления потока жидкости и подача его на лопатки ротора этой ступени. На роторе второй ступени также возникают силы, создающие активный крутящий момент, и т. д.

. Жидкость, поступающая в турбобур, проходит через все его ступени и подводится к долоту. Активный крутящий момент, создаваемый каждым ротором, суммируется на валу, а реактивный момент, создаваемый на лопатках дисков статора, суммируется на корпусе турбобура. Эти оба момента — активный и реактивный — равны по величине и противоположны по направлению. Реактивный момент через корпус турбобура передается соединенной с ним бурильной колонне, а активный — долоту.

Нагрузки, действующие на вышку На вышку действуют постоянные нагрузки от ее веса и веса смонтированного на ней оборудования, эксплуатационные нагрузки, изменяющиеся по величине в процессе бурения, и переменные нагрузки от ветра. Эти нагрузки создают вертикальные и горизонтальные усилия.

Вертикальные сжимающие усилия создаются нагрузкой на крюке, весом вышки и ее оборудования и натяжением ведущей и неподвижной ветвей талевого каната. Горизонтальные нагрузки, опрокидывающие вышку, являются горизонтальными составляющими от усилий в ведущей и неподвижной ветвях талевого каната, от веса наклонно установленных за пальцем вышки свечей извлеченной бурильной колонны и от действия ветра. Грузоподъемность и прочность вышки зависят от сочетания этих нагрузок.

На вышку могут действовать четыре сочетания нагрузок:

1) вертикальные 2, 3, 4, 6 и горизонтальные нагрузки 1, 5 в процессе СПО и спуска обсадной колонны, при этом допускается ветровая нагрузка 7 на нижнюю часть не более 250 Па (рис. II.6,а);

2) ветровая нагрузка 7 на низ вышки 700 Па при полном пакете свечей за пальцем, крюк не нагружен (рис. 11.6,6);

3) нагрузки при подъеме и спуске вышки при силе ветра до 150 Па (рис. И.6, в);

4) максимальная нагрузка на крюке (при ликвидации прихватов, аварии или других операциях) при ветровой нагрузке 7 на боковую поверхность низа вышки не более 150 Па (рис. II.6,г).

Рис 116 Схемы нагрузок, действующих на вышку:

/-горизонтальная сила на наголовнике; 2 -вес талевой системы; 3- нагрузка на крюке- 4 ~ вертикальная нагрузка от натяжения ведущей и неподвижной ветвей каната; 5 — горизонтальная составляющая от веса свечей; 6 — вес вышки; 7 —силы давления ветра

Приспособления для крепления, навивки талевого каната Приспособление для крепления неподвижной ветви талевого каната ПМКЭ-38(рис. III. 12)крепится к основанию вышки 1 и состоит из корпуса со стальным барабаном 3, шарнирно соединенным с верхней плитой 2, зажима для талевого каната 4, съемной щеки 5.Чтобы закрепить кант в приспособлении,необходимо снять зйжим, навить канат в один слой на барабан и конец его закрепить зажимом, состоящим из двух планок. Крепление приспособления к основанию осуществляется при помощи верхней 2 и нижней плит 6 и стягивающих их болтов 7. Одна из плит кладется на балку основания вышечного блока, вторая устанавливается под балкой,а затем они стягиваются четырьмя болтами. Масса приспособления 550 кг.Применяются приспособления и других коцструкций, например МПК-1, ПНК-20Бр.

Скорость ходового конца каната, навиваемого на барабан, в среднем составляет 9—12 м/с, а при подъеме ненагруженного элеватора — 20 м/с. При такой скорости наблюдаются значительные ко-
лебания каната, в результате чего витки его навиваются на барабан неравно-мерно, это ухудшает условия эксплуатации каната и вызывает• его преждевременный износ. Для устранения вибрации и раскачивания каната применяются приспособления для правильной его навивки. Следует отметить, что эти приспособления в основном способствуют плавной навивке каната, но не укладывают его в определенном порядке. Такие приспособления устанавливают на всех буровых, что обеспечивает не тольколучшую укладку каната, но и сокращает его расход.

Рис. Ш.12. Приспособление для крепления каната ПМКЗ-38

монтажного троса 5 позволяет спускать стабилизатор на пол буровой для осмотра и ремонта. К этому тросу при помощи ка­ната 8 и роликов 2 подвешены противовесы 9, способствующие более плавной навивке каната на барабан.

Стабилизатор состоит из сварного корпуса с приспособле­ниями для прикрепления тросов противовесов. В его корпусе в двух взаимно перпендикулярных плоскостях устанавливаются на шарикоподшипниках.восемь роликов 10, между которыми движется талевый канат. Ролик 4 закрепляется на высоте 12—15 м от пола буровой в средней плоскости барабана ле­бедки. По такому же принципу работает и ряд других кон­струкций этих приспособлений

Дата добавления: 2015-08-18