Typen und Konstruktionsmerkmale von Turbobohrern. Das Gerät und das Funktionsprinzip des Turbodrills. Zweck, Arbeitsbedingungen und Klassifizierung von Schlammpumpen. Rig Tackle-System. Werkzeug zum Auf- und Abschrauben von Bohrgestängen. Systemelemente
Turbodrill ist ein Bohrlochmotor, der durch eine Bohrspülung angetrieben wird, die von Schlammpumpen in ein Bohrloch eingespritzt wird. Der Turbodrill dreht den Meißel, aber die Bohrgestänge drehen sich nicht.
Der Turbodrill besteht aus eine große Anzahl identische Hydraulikstufen. Jede Stufe besteht aus einem stehenden Rad - einem Stator mit Schaufeln (Leitschaufel) und einem mit einer Welle rotierenden Rad - einem Rotor mit Schaufeln (Laufrad). Alle Leiträder sind im Gehäuse befestigt, die Laufräder auf der Turbinenwelle.
Die Spülflüssigkeit tritt von oben zuerst in den oberen Stator, dann in den oberen Rotor, dann in den nächsten Stator und abwechselnd durch alle Statoren und Rotoren durch spezielle Öffnungen der Welle und Meißel in die Bohrlochsohle ein.
Im Stator entsteht ein Strömungsdrall und die Fluidgeschwindigkeit nimmt zu. Im Rotor wird die kinetische Energie der im Stator verwirbelten Fluidströmung in mechanische Energie der Wellendrehung umgewandelt.
Die Hauptanforderungen an einen Turbodrill sind wie folgt.
1. Um eine hohe Leistung und optimale Wellendrehzahl bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten des Spülfluids in den Zwischenschaufelkanälen zu erreichen und um einen schnellen Verschleiß zu vermeiden, sollte die Turbine mehrstufig sein.
2. Zur Vereinheitlichung müssen die Turbinenstufen gleich sein.
3. Die Profile der Stator- und Rotorblätter müssen gleich sein, jedoch in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sein (Spiegelbild).
1 - Fall; 2 - Welle; 3 - Stator; 4 - Rotor; 5 - Datenträger; 6 - Drucklager; 7, 8, 9 - Radiallager (obere Mitte unten); 10 - Brustwarze; 11 - Körper-Sub; 12 - Wellensicherungsunterteil; 13 - Halbkupplung.
Der gebräuchlichste Turbobohrer ist der T12M3. Sein oberes Ende ist mit dem unteren Ende des Bohrstrangs verschraubt. Auf das untere Ende des Turbodrills wird ein Bit aufgeschraubt, der durch den Turbodrill in Rotation versetzt wird.
Die in den oberen Teil des Turbobohrers eintretende Spülflüssigkeit bewegt sich durch die Löcher (Fenster) in den Drucklagerscheiben; ein Teil davon läuft entlang der Schmiernuten der Gummierung der Axiallager, schmiert und kühlt diese. Dann gelangt die Spülflüssigkeit in den Hydraulikmotor - die Turbine, dann in den unteren inneren Hohlraum des Schachts und nach dem Durchlaufen der Spüllöcher des Meißels zum Boden des Bohrlochs. Die Turbine ist mehrstufig. Die Anzahl der Stufen beträgt 120. Jede Stufe besteht aus einer stationären und einer rotierenden Scheibe - einem Stator und einem Rotor. Die Statoren sind im Gehäuse befestigt, die Rotoren auf der Turbodrill-Welle. Das gesamte System aus Statoren, Axiallagern und Zwischenträgern wird durch einen Nippel mit erheblicher Axialkraft im Gehäuse geklemmt; Dadurch entstehen an den Enden dieser Teile Reibungskräfte, die die Unbeweglichkeit der Teile gegenüber der Karosserie gewährleisten. Der Nippel ist auch die untere radiale Abstützung des Turbodrills, daher ist die Innenfläche des Nippels mit Gummi überzogen. Auf der Gummioberfläche sind Längsrillen zur Kühlung der Reibfläche mit der Spülflüssigkeit angebracht. Im Nippel dreht sich eine Buchse, die auf der Turbodrill-Welle sitzt.
Der Nippel unterliegt zwei entgegengesetzten Drehmomenten, dem Stator-Reaktionsdrehmoment (letzteres dreht sich im Gegenuhrzeigersinn und die Welle im Uhrzeigersinn) und dem Reibungsmoment im unteren Gummilager (im Uhrzeigersinn). Da der erste viel größer ist als der zweite, muss die Gewinderichtung rechtsgängig sein, um ein Selbstabschrauben des Nippels zu verhindern.
Um Wellendurchbiegungen zu reduzieren, sind zwei Mittelstützen verbaut. Diese Stützen sind wie die untere mit Gummi bedeckt, der Rillen zum Spülen hat. Die Naben der Mittellager und der Turbinenläufer sitzen ohne Passfeder auf der Welle.
Die Rotoren, die das Drehmoment auf die Welle übertragen, sowie die rotierenden Teile der Axiallager (Ringe und Scheiben), die Buchse der unteren Stütze, der Anschlag und die Buchsen der mittleren Lager werden mit einer Drehmutter befestigt. Die Unbeweglichkeit dieser Teile auf der Welle ist auf die Reibungskräfte an den Enden zurückzuführen, die beim Anziehen der Rotormutter entstehen. Das einzige Teil, das auf einem kleinen Schlüssel auf der Welle montiert ist, ist der Anschlag, da er Fenster hat, die den Fenstern auf der Turbodrill-Welle entsprechen.
Der Anschlag ist eine Buchse, die über der Buchse des unteren Trägers installiert ist. Der Anschlag hat eine Keilnut und einen sich verjüngenden Abschnitt mit Fenstern, deren Position mit den Fenstern der Turbobohrerwelle übereinstimmt.
Um ein Selbstlockern der Rotormutter zu vermeiden, weist ihr oberer Teil außen eine konische Fläche mit sechs Längsschlitzen auf. Auf die konische Oberfläche der Rotormutter wird eine Kappe aufgesetzt, die mit einer Kontermutter festgezogen wird; Dies erzeugt eine Druckkraft, die das Gewinde der Rotormutter zwingt, fest gegen das Gewinde der Welle zu drücken. Die Position der Kontermutter ist mit einer Sicherungsscheibe gesichert.
Axialer Abtrieb im montierten Turbodrill, d. h. die mögliche Bewegung der Welle mit den darauf montierten Teilen relativ zum Gehäuse mit eingespannten Scheiben von Statoren und Axiallagern; kann 0-2 . sein mm.
Um den Turbobohrer mit dem Bohrgestänge zu verbinden, wird ein Unterteil verwendet, das mit seinem unteren Teil über ein zylindrisches Gewinde mit dem Turbobohrerkörper und mit seinem oberen Ende mit einer Werkzeugverbindung mit dem Bohrgestänge verbunden ist. Der bis zum Anschlag in das Gehäuseende eingeschraubte Sub bildet im Inneren eine Stufe für die Passung des stationären Systems von Turbinenteilen. Am Tag der Verbindung mit dem Sub und Nippel befinden sich an den Enden des Körpers zylindrische Innengewinde.
Die Hauptlast der Turbobohrwelle kann sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben geleitet werden. Die nach unten gerichtete Kraft wird durch den Druckabfall über der Turbine und das Eigengewicht der Welle mit allen dazugehörigen rotierenden Teilen bestimmt. Von unten nach oben wirkt die Bohrlochreaktion auf den Meißel, die während des Bohrens auftritt und eine variable Größe hat.
Axiale Kräfte werden von einem Kammgummiabsatz, bestehend aus 12 Stufen, aufgenommen. Das Fußpolster ist ein T-förmiger Stahlring, der auf "zwei parallelen und inneren zylindrischen Oberflächen" mit Gummi ausgekleidet ist. Das Gummikissen ist mit radialen und axialen Rillen ausgestattet, die für eine reichliche Benetzung (Schmierung) und Kühlung der Reibflächen mit Tonlösung während des Betriebs erforderlich sind.
Am Außenumfang der Axiallager befinden sich Fenster für den Durchgang des Hauptteils des Schlammstroms. Im Turbodrill-Gehäuse werden Fußplatten eingebaut und mit einem Nippel zusammen mit den Statoren geklemmt. Die Fersenscheiben sind aus hochwertigem Stahl gefertigt. Ihrer polierten Oberfläche wird eine hohe Härte verliehen.
Zwischen dem oberen Stator und dem unteren Axiallager ist ein Stellring eingebaut.
Die Welle des Turbodrills ist gleichzeitig die Welle der Turbine und die Arbeitsspindel. Sein unteres Ende hat ein konisches Gewinde zur Verbindung mit dem Bit. Im unteren Teil hat 1 Schacht einen durch drei Fenster mit der Außenfläche des Schachts verbundenen Kanal, in den die Tonlösung eintritt.
Die Welle hat eine kleine Keilnut für den Anschlag. Stützbuchsen dienen zum Schutz der Welle vor Verschleiß. Am oberen Ende der Welle ist ein linkszylindrisches Gewinde für die Rotormutter geschnitten, das zu ihrer Selbstspannung im Betrieb beiträgt.
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Turbobohrer. Zweck und Klassifizierung
Einführung
mehrstufiger Getriebe-Turbobohrer
Turbodrill ist eine mehrstufige Turbine. Die hydraulische Energie des Fluidstroms treibt die Rotation der Welle an, die mit der Spindelwelle und dem Meißel verbunden ist. Turbodrills unterscheiden sich in Durchmesser, Anzahl der Abschnitte, Lage und Gestaltung der Stützen und Anordnung der Turbinenvorrichtungen.
Turbinendesign:
1.Low-size, Hochdruck, mit maximaler Leistung, hoher Geschwindigkeit und erheblichem Drehmoment.
2. Mittellang, haben ein maximales Drehmoment, eine durchschnittliche Geschwindigkeit bei einem hohen Durchfluss.
3.high-sized, haben ein maximales Drehmoment-zu-Drehzahl-Verhältnis.
Mehrreihige Axiallager - 20 ... 100 Std. Gummi-Metall-Lager - 50 ... 150 Std. Turbodrills werden mit einem Durchmesser von 127 bis 240 mm verwendet, mit einer Stufenzahl von 52 bis 369, Längen von 8,8 bis 26 m, jeder Abschnitt 6 ... 10 m Code: A - die Turbine hat eine variable Kennlinie; Ш - Spindel-Turbobohrer. Die Drehzahl ist von 30 bis 250 U/min einstellbar. Turbodrill ist ein Bohrloch-Hydraulikmotor, der für das Bohren von Bohrlöchern unter verschiedenen geologischen Bedingungen entwickelt wurde, mit einer mehrstufigen hydraulischen Turbine, die von einem Bohrschlammstrom angetrieben wird.
Einstufung:
1.with einteilige Metallturbinen;
2. mit Metallturbinen aus Feinguss (Code TL);
3.mit Verbundturbinen aus Metallnaben und Strömungsteilen aus Kunststoff (Code P);
4. mit Gummi-Metall-Lagern mit vulkanisiertem Gummi;
5.mit Gummi-Metall-Lagern mit gemischten Gummieinsätzen (CP-Code);
6.mit Wälzlagern (Turbine А7Н1С, А7Н4С).
Einstufung:
1. Turbodrill Typ T12 - einteilig mit der Anzahl der Turbinenstufen 100-120, Durchmesser 240, 215, 195, 172.
T12M3 - zum Bohren von vertikalen und geneigten Brunnen bis zu 2000 Metern.
T12RT9"- zum Bohren von Wellen großer Durchmesser RTB-Verfahren (Jetturbinenbohren).
2. Turbodrill, Typ T123K (gekürzt) - zum Bohren neuer Bohrlöcher, Bohren stark abweichender, mehrseitiger und horizontaler Brunnen. Die Anzahl der Turbinenstufen beträgt 30 und 60, der Durchmesser beträgt 215 und 172 mm.
3. Sektionsturbinen vom Typ ТС - bestehen aus zwei oder mehr Sektionen. Die Anzahl der Schritte 200 und mehr, Durchmesser 240, 215, 195 und beim Bohren tiefe Brunnen- 172, 127, 104 mm.
ТС4А-4 "- während der Aufarbeitung (Ausbohren von Zementdübeln).
4. Turbodrills vom Typ KTD (Core Turbo Bit) - zur Probenahme von Gestein beim Bohren von Brunnen mit einem Durchmesser von 238, 212, 196, 172, 164, 127 mm.
5. Spindel-Turbobohrer ТСШ - Tiefbrunnenbohren. Sie werden sowohl mit konventionellem Spülschema, als auch mit Diamant- und Wasserstrahlbohrern, Durchmesser 240, 195, 185, 172, 164 mm hergestellt. Durchmesser 185 und 164 - zum Bohren mit Diamantbohrkronen. Der Spindelturbodrill wird aus einer Spindel mit 2 oder 3 Abschnitten zusammengesetzt. Turbodrills mit Turbinen aus Feinguss (TL) aus einer Spindel und 2, 3, 4 Sektionen.
6. Turbodrills Typ А7Н - zum Bohren von vertikalen und geneigten Brunnen, Durchmesser 195 mm, zweiteilig.
7. Spindeln mit Kugellager, Typ 1ShSh, Durchmesser 240 und 195. Zum Arbeiten mit Turbinenteilen von Spindel-Turbobohrern anstelle mit Gummi-Metall-Lagerung sowie anstelle des Unterteils von 2- und 3- Abschnitt Turbobohrer.
Die Turbine besteht aus einer Vielzahl von Stufen (bis zu 370). Jede Stufe besteht aus einem Stator mit Außen- und Innenrand, zwischen denen sich Schaufeln befinden, und einem Rotor, dessen Rand mit Schaufeln bestückt ist. Stator- und Laufschaufeln stehen schräg zueinander, wodurch die schräg von den Statorkanälen zu den Laufschaufeln eintretende Fluidströmung die Richtung ändert und auf diese drückt. Dadurch entstehen Kräfte, die den auf der Welle befestigten Rotor in die eine Richtung und den gehäusefesten Stator in die andere Richtung verdrehen. Außerdem tritt der Lösungsstrom aus den Rotorkanälen wieder in die Leitschaufeln der zweiten unteren Stufe auf die Schaufeln ihres Rotors ein, wo sich die Richtung des Lösungsstroms wieder ändert. Drehmoment wird auch am Rotor der zweiten Stufe erzeugt. Dadurch durchläuft der Schlamm unter Einwirkung der von einer an der Oberfläche befindlichen Schlammpumpe erzeugten Druckenergie alle Stufen des Turbobohrers. In einer mehrstufigen Turbine bewegt sich die Lösung entlang ihrer Achse. Das von jedem Rotor erzeugte aktive Drehmoment wird auf der Welle aufsummiert, und das an den Leitschaufeln erzeugte reaktive Drehmoment (gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung) wird auf dem Turbobohrergehäuse aufsummiert. Das reaktive Moment wird durch das Turbobohrergehäuse auf den daran angeschlossenen Bohrstrang und das aktive Moment auf den Meißel übertragen. Um ein Drehmoment zu erzeugen, wird im Turbodrill ein Druckabfall von 3 bis 7 MPa ausgelöst, manchmal sogar mehr. Dies ist ein großer Nachteil des Turbobohrers, der einen erheblichen Teil der von der Pumpe erzeugten Energie absorbiert und für die Rotation des Bohrers aufwendet und nicht für die Reinigung und effektive Zerstörung des Bohrlochbodens, was die Verwendung von Jet praktisch ausschließt Bits.
1. Generelle Form Getriebe-Turbobohrer
Abbildung 3.20. Turbodrill mit ölgefülltem Reduziereinsatz: A - Turbinenteil (oder Schraubenmotormodul); B, D - Stützeinheit; С - Reduziereinsatz; E - Meißel; 1 - Eingangswelle; 2 - Planetengetriebe; 3 - Getriebegehäuse; 4 - Abtriebswelle; a - Bohrschlamm; Kochen.
2. Das Design des Getriebe-Turbobohrers
Die Konstruktion des Getriebe-Turbobohrers basiert auf der Aggregate-Methode der Verbindung von Maschinen. Daher besteht es aus drei Hauptelementen: Turbinensektionen, Getriebe und Spindel. Die erforderlichen Konfigurationsmöglichkeiten für Getriebe-Turbobohrer werden je nach technologische Anforderungen gut bauen. Die hohe Festigkeit des Planetengetriebes ermöglicht je nach bergbaulichen und geologischen Bohrbedingungen den Getriebe-Turbodrill mit einer oder mehreren Turbinensektionen zu montieren verschiedene Typen, ein oder mehrere Getriebe mit unterschiedlichen Übersetzungen, Spindel oder Spindelgetriebe. Es kann auch mit einem Kernbohrwerkzeug zum Entkernen oder einem Richtkeil zum Ablenken eines geneigten Abschnitts des Bohrlochs oder zum Korrigieren seiner Richtung verbunden werden. Ist aufgrund der Bohrbedingungen der Einsatz eines Reduzierstücks beispielsweise bei der Verwendung von Diamantbohrkronen nicht erforderlich, wird der Turbodrill in der üblichen Konfiguration – aus Turbinenteilen und einer Spindel – zusammengebaut.
3. Typen von Getriebe-Turbobohrern
Gegenwärtig wurden Getriebe-Turbobohrer verschiedener Typen entwickelt:
Turbodrill TRV-142 ist ein steckbarer Getriebe-Turbobohrer, der als Teil eines steckbaren Werkzeugkomplexes zum Bohren ohne Anheben des Bohrstrangs entwickelt wurde.
Turbodrill TR-145T - ein Turbodrill mit einem ölgefüllten Getriebe mit einem Durchmesser von 145 mm ist zum Bohren in tiefe und supertiefe Brunnen bei hohen Temperaturen bis 300 ° С und Druck (bis 250 MPa) mit Bohrern mit einem Durchmesser von 158 bis 165 mm bei reduzierter Drehzahl und erhöhtem Drehmoment an der Abtriebswelle des Turbobohrers mit Wasser oder Bohrschlamm.
TR-175/178 - Getriebe-Turbobohrer mit reduziertem Außendurchmesser.
TRM-195 mit Getriebe PM-195 ist die am weitesten verbreitete Ausführung eines Getriebe-Turbobohrers, bei dem die axialen Stützen in separaten Einheiten (in Form einer Zwischen- und Unterspindel) angeordnet sind.
TRSH-195 ist ein Getriebe-Turbobohrer mit ein oder zwei Turbinenabschnitten und einem Spindeluntersetzungsgetriebe mit verstärkten Wälzlagereinheiten mit erhöhter Tragfähigkeit, die sich in der ölgefüllten Getriebekammer befinden, die die Axiallasten der Turbine und die Reaktion des Bohrlochs aufnehmen Unterseite.
TRMZ-195 - ein Turbobohrer mit reduzierter Länge der Getriebespindel und einer kurzen Turbine, der zum Bohren von horizontalen Brunnen und schrägen Kurvenabschnitten bestimmt ist
TR-195ST ist ein hitzebeständiger Turbobohrer mit Schaftverriegelungsmechanismus zum Bohren von supertiefen Bohrlöchern bei Temperaturen bis 300 °C und Drücken bis 250 MPa. Der Arretiermechanismus dient dazu, den Meißel bei einem Blockieren freizugeben und wird ausgelöst, wenn das Bohrgestänge "nach rechts" gedreht wird. Das maximale Drehmoment, das die Arretierung durch den Rotor auf den verklemmten Bit überträgt, beträgt 20 kN·m.
ТРОЗ-195М - Geared Turbodrill, ist ein neuer universeller Bohrloch-Hydraulikmotor zum Bohren von Öl- und Gasquellen mit Bohrern von 212,7 - 215,9 mm Durchmesser.
Eine Familie von Turbobohrern der Typen TR-240 und TRZ-240 - Getriebe-Turbobohrer sind universell und zum Bohren der oberen Abschnitte von Tiefbrunnen mit Bohrern mit einem Durchmesser von 269,9 bis 490 mm bestimmt.
Die getriebeölgefüllte Spindel des Typs RShZ-240 ist eine separate Einheit, die anstelle der Serienspindel an der Turbinensektion der Bohranlage befestigt ist.
Turbodrill TR-240 besteht aus einer Turbinensektion und einer kurzen ölgefüllten Getriebespindel RShZ-240.
Getriebe-Turbobohrer der Typen ТРМ-105 und ТСМ-105 sind für das Tiefbohren bestimmt.
Getriebe-Turbobohrer der Typen TP2-120FL und TRZ-120T sind Turbobohrer der neuen Generation.
Getriebe-Turbobohrer der Typen ТР2-120Г und ТРЗ-120Г sind für das Bohren neuer Bohrlöcher und das Bohren von geneigten und horizontalen Intervallen von Tiefbrunnen bestimmt.
Der kurze Getriebe-Turbobohrer ist für das Bohren von Schräg- und Horizontalbohrungen für verschiedene Zwecke bestimmt.
Einteilig
Der Arbeitskörper ist eine mehrstufige Turbine, sie besteht aus einem Stator und einem Rotor. Alle rotierenden Teile - Rotoren, Buchsen der unteren und mittleren Lager, Scheiben und Fersenringe sind auf der Rotormutterwelle befestigt. Der obere Teil der Rotormutter hat einen Körper und Längsschlitze. Beim Fixieren der Kontermutter drückt die Kappe mit Innenkonus den konischen Teil der Mutter auf das Wellengewinde und schützt ihn so vor dem Aufschrauben. Im unteren Schaftring befindet sich eine Führung zum Verbinden des Bits. Alle stationären Teile, Statoren, Mittelstützen, Axiallager sind mit einem Nippel im Gehäuse befestigt. Der Körper ist mit einem Unterteil mit den Bohrgestängen verbunden. Der Stellring wird durch die Position des Rotors relativ zum Stator bestimmt. Die Größe richtet sich nach dem Axialspiel und den Baumaßen der Ferse. Axiale Verstärkungen werden durch ein mehrstufiges Gummi-Metall-Schräglager wahrgenommen, jede Stufe besteht aus einer feststehenden gummierten Lagerhälfte und einer rotierenden Scheibe und einem Ambossring. Die Nippel- und Mittellager sind Gummi-Metall-Lager. Die wichtigsten axialen Verstärkungen, die auf die Welle wirken:
1. hydraulische Belastung aus Differenzdruck und Meißel (von oben nach unten);
2. Reaktion des Bohrlochs auf den Bohrer (von unten nach oben).
Turbodrills müssen von den folgenden Typen sein:
TB - spindellos,
TSh - Spindel;
Die folgenden Designs von Design:
f - bei kraftschlüssiger Lagerung von Turbinen,
ps - mit schwimmendem Stator,
pr - mit schwimmendem Rotor,
p - mit einem Gerät, das die Charakteristik regelt.
Turbobohrer mit kennlinienregulierender Einrichtung müssen je nach Gerätetyp in folgenden Ausführungen gefertigt werden:
G - mit hydrodynamischen Bremsgittern, V - mit Schraubenumformer,
P - mit einem Getriebe.
Die Bezeichnung von Turbodrills sollte aus einer Chiffre bestehen, die gemäß dem nachstehenden Diagramm aufgebaut ist, und der Bezeichnung eines regulatorischen und technischen Dokuments.
1 - Produktname; 2 - Typ; 3 - konstruktionsbedingte Ausführung (außer Version f); 4 - Ausführung gemäß der Regelvorrichtung; 5 - Durchmesser, mm; 6 - Modifikation
Abbildung 3.1. Turbodrill Typ Т12М3Б-240: 1 - Wellenunterteil; 2 - Welle; 3 - Brustwarze; 4 - Betonung; 5 - Rotor; 6 - Stator; 7 - mittlere Unterstützung; 8 - Drehmutter; 9 - Kontermutter; 10 - Fall; 11 - oberes Unterteil.
Schnitt
2 oder mehr Abschnitte. Unterteil – ähnlich wie bei einteiligen Maschinen. Oberer Abschnitt - es gibt kein Drucklager (Ferse). Die hydraulische Last und das Gewicht der rotierenden Teile des Oberteils werden vom fünften Unterteil aufgenommen.
Diese Belastungen werden verwendet, um Reibungskräfte in Keilnut-Kupplungen zu erzeugen, die Drehmoment übertragen. Drei Abschnitt - das Vorhandensein des dritten (oberen) Abschnitts. Verstellbarer Ring zwischen Anschlusssub und Stator.
Abbildung 3.5. Turbodrill Abschnitt spindellos Typ TS (TS5B-240): I - unterer Abschnitt; II - oberer Abschnitt; 1 - Wellenunterteil; 2 - Welle; 3 - Brustwarze; 4 - Betonung; 5 - Rotor; 6 - Stator; 7, 18 - mittlere Unterstützung; 8 - Drehmutter; 9 - Kontermutter; 10 - Fall; 11 - unter; 12 - untere Halbkupplung; 13 - obere Kupplungshälfte; 14 - Welle des oberen Abschnitts; 15 - Sub verbinden; 16 - Rotor; 17 - Stator; 19 - Drehmutter; 20 - Kappe; 21 - Fall; 22 - Körper Sub
4. Turbobohrer mit Spindelsektionen
Das Fehlen von TC5 und 3TC5, wenn die axiale Abstützung im unteren Bereich der Spindel abgenutzt ist, werden alle Abschnitte an die Reparaturbasis gesendet. Bei Sektionsmaschinen ist die Axialstütze in einer separaten Einheit - einer Spindel - installiert. Der Spindelkörper ist mit einem kegeligen Gewinde mit dem Profilkörper verbunden und die Wellen sind mit einer kegelverzahnten Halbkupplung verbunden. Die Spindelwelle hat eine zentrale Durchgangsbohrung ohne spezielle Spülfenster. Die axiale Abstützung der Spindel nimmt die hydraulische Belastung und das Gewicht der rotierenden Teile der Sektionen auf und wirkt gleichzeitig als Stopfbuchse. Die Position der Rotoren zu den Statoren wird durch einen von Sub und Stator eingebauten Stellring bestimmt. Das Verschieben der Axialstütze nach unten ermöglichte es, die Profilwellen von axialen Belastungen zu entlasten, das Knicken der Wellen zu reduzieren und den Wirkungsgrad des Turbodrills zu erhöhen. Die axiale Belastung hat sich um 10-20% gegenüber dem Turbodrill erhöht, bei dem sich die Ferse im oberen Teil des Schaftes befindet. Weitere Verbesserung der Eigenschaften von Spindelturbobohrern - Sonderkonstruktionen von langsam laufenden Turbinen (Feinguss nach den ausgeführten Modellen). Der Blattwinkel beträgt 72-750 gegenüber 62-650 bei herkömmlichen Turbinen. Geringe Dicke der Hinterkanten der Klingen. Einheitliche Turbodrills 3TSSH1. Die Verwendung von Turbinen und Axialstützen jeglicher Art; erforderlich für Bohrtyp. Die Möglichkeit, sowohl einen Gummi-Metall-Stopfbuchsenfuß als auch Wälzlager zu installieren. Das Kugelgelenk nimmt höhere axiale Belastungen auf und arbeitet effizient bei niedrigen Drehzahlen. Rotationsunterstützung:
1.Mehrstufiges Schrägkugellager. Die Lagerstufe besteht aus einer Reihe von Kugeln, vier Käfigen mit konischen Oberflächen und zwei Distanzringen, die zwischen Außen- und Innenring angeordnet sind.
2. Druckkugellager auf Gummistoßdämpfern. Die Bühne besteht aus doppelten Axialkugellagern, deren freie Ringe auf elastischen Gummi-Metall-Kompensatoren gelagert sind. Abdichtung durch Stopfbuchsvorrichtungen.
3TSSH1-240: 3 - Anzahl der Turbinenabschnitte; 1-Spindel; 240 - Durchmesser.
Abbildung 3.8. Spindeltyp ШД: 1, 8 - Blattstabilisator Sub; 2 - obere radiale Unterstützung; 3 - Labyrinthdichtung; 4 - Abflussloch; 5 - Gummi-Metall-Dichtung; 6 - axiale Unterstützung; 7 - untere radiale Unterstützung.
5. Turbodrills mit geneigter Druckleitung
Es gibt Turbodrills, die im Bremsbetrieb Turbinen mit stoßfreier Umströmung der Strömung verwenden, wodurch es möglich ist, eine geneigte Druckleitung zu erhalten. Eine Verringerung des Druckabfalls an der Turbine mit einer Verringerung der Drehzahl ermöglicht die Zufuhr einer zusätzlichen Flüssigkeitsmenge bei Betriebsarten mit niedriger Drehzahl, wodurch das Drehmoment erhöht wird. Es werden Turbodrills mit geneigter Druckleitung verwendet, die mit einem konstanten Spülflüssigkeitsdurchfluss arbeiten, ohne dass Druckminderventile installiert werden müssen. 9К5Са - 240 mm, А7Н4С - 195 mm. Sie ähneln TC6 Sektionsmaschinen. Anstelle einer Gummi-Metall-Ferse - ein Axial-Radiallager. 12-reihig, 15-reihig. Die mittleren Lager sind homogene Radialkugellager. Die Enddichtung oberhalb des Axial-Radiallagers begrenzt den Flüssigkeitsfluss durch das Lager und schützt dieses vor dem Eindringen großer abrasiver Partikel. А6К3С - 164 mm, hergestellt nach dem Schema der unabhängigen Aufhängung der Welle jedes Abschnitts an der Axialstütze. Axiales, radiales 10-reihiges Kugellager. Der obere Abschnitt enthält die hydraulische Last. Im unteren Bereich Hydrauliklast + WOB. Das hydrodynamische Bremssystem besteht aus Statoren und Rotoren, Schaufeln, die den gleichen Neigungswinkel relativ zur Ebene senkrecht zur Achse der Turbinenwelle aufweisen. Diese Turbinen nehmen einen Moment auf, je mehr, desto höher die Drehzahl der Turbine. Turbinen mit hydraulischer Wellenbremse. A9GT - 240, A7GT -195, A6GT - 164. Turbodrills mit schräger Druckleitung sowie mit hydrodynamischem Bremssystem A9SH, A7SH, A9GTSH, AGTSH, A6PSH (axiale Abstützung in separater Spindel, wie bei ZTSSH). Turbodrills zum Bohren mit Kernbohrung. Der KTD3-Turbo-Kernmeißel ähnelt dem T12M3 und unterscheidet sich durch das Vorhandensein eines Hohlmotors, in dem sich das Kernrohr befindet. Die Landung der Socke erfolgt auf einer sich verjüngenden Fläche in einer am Körper befestigten Stütze. Der Bagger wird durch hydraulische Verstärkung aus dem Druckabfall in der Turbine und dem Meißel gegen die Stütze gedrückt. Reibungskräfte verhindern eine Drehung. Der Bagger mit dem Kern steigt an die Oberfläche, ohne den Bohrer aus dem Bohrloch zu entfernen. Der obere Teil des Baggers hat einen Kragen zum Greifen mit einem speziellen Slip, der an einem Seil von einer zusätzlichen Winde in den Brunnen abgesenkt wird. KTD3-172 Kerndurchmesser 33 mm. KTD3-255 Kerndurchmesser 50 mm. Für einen Kern mit vergrößertem Durchmesser KTD4 (aufgrund einer Vergrößerung des Wellendurchmessers). Erhöhtes Drehmoment (erhöht den Turbinenstufenring). Die Position der Ferse befindet sich am unteren Ende des Schafts. Längenverstellbarer Steg. KT3-240-265 / 48; KTD4-195-214/60; KTD4M-172-190 / 40 - 4 m in zweigeteilten. KTD4S-172-190 / 40 - zweiteilig, erhöhtes Drehmoment, vergrößerte Länge der Kernaufnahme bis zu 7 m.Das Design ähnelt dem TS55, 2 Abschnitte. Eine axiale Abstützung im unteren Bereich nimmt die hydraulische Last beider Sektionen auf.
Verbindung:
1. Körper - Subs mit konischem Gewinde.
2. Wellen - Keilverzahnungskupplungen.
Die Auslegungsparameter der Turbine hängen von den diametralen Abmessungen der Bohrlöcher ab, daher sind die radialen Abmessungen des starken Teils sehr begrenzt. Die Turbine wird in mehreren Stufen ausgeführt, um die erforderlichen Energieparameter bereitzustellen. Alle Turbinenstufen sind identisch.
Turbinencode.
der Zähler ist die Anzahl der Radschaufeln; Nenner - Schaufelbreite (Größe entlang der Motorachse); die letzte Zahl ist der Durchmesser des Turbobohrers.
Die Anzahl der Stator- und Rotorblätter ist gleich. Eine wichtige Voraussetzung für die Auslegung von Rädern ist die Festigkeit unter den Bedingungen der gewählten Belastung. Die monolithische einteilige Bauweise des Turbinenrades erfüllt diese Bedingungen. Die meisten Turbinen haben einen Kranz, der die mechanische Festigkeit des Flügelpropellers erhöht und die Leckage des Arbeitsfluids durch die radialen Zwischenräume verringert. Der Wert des Axialspiels der Turbine wird unter Berücksichtigung der möglichen Axialbewegung der Rotoren zusammen mit der Turbinenwelle aufgrund von: 1) Verschleiß des Axiallagers eingestellt; 2) die Möglichkeit der Verformung der Turbinenräder. Die Charakteristik der Turbine hängt in erster Linie von ihrer Idealgewicht... Der hohe Schleifmittelanteil führt zu einem schnellen Verschleiß des langlebigen Teils. Die Turbine des Arbeitsmotors ist ungeregelt, daher variieren die Drehzahl und das Drehmoment an der Welle über einen weiten Bereich, der durch die Belastung des Meißels bestimmt wird, der direkt mit der Welle verbunden ist. Der Motor wird belastet, indem eine axiale Verstärkung am Meißel durch s/s-Bohrgestänge geschaffen wird. Es ist notwendig, ausreichend breite Kanäle zwischen den Schaufeln bereitzustellen, um die Möglichkeit von Turbinen-Unordnung zu verringern.
6. Funktionsweise von Turbobohrern
Das Betriebsverhalten von Turbobohrern ist die Abhängigkeit des Widerstandsmoments an der Welle, Leistung, Wirkungsgrad und Druckabfall von der Wellendrehzahl bei konstantem Durchfluss. Die Drehzahl erreicht ihren maximalen Wert nahe dem Leerlauf während der Expansion und Entwicklung des Bohrlochs. Mit zunehmendem WOB nimmt die Turbinendrehzahl ab und das Turbinendrehmoment steigt. Die grafischen Eigenschaften von Turbinen und Turbodrills sind - die Abhängigkeit von Drehmoment, Leistung, Wirkungsgrad und Druckverlust von der Rotordrehzahl bei konstantem Fluiddurchsatz. Die Turbinendrehzahl im Maximalleistungsmodus ist gleich der halben Leerlaufdrehzahl nr = nkalt / 2. Das Turbinendrehmoment erreicht seinen Maximalwert bei Vollverzögerung МТ = 2МР, wobei:
МТ - Bremsmoment; МР - Drehmoment bei maximaler Leistung.
Die Betriebsart des Turbodrills bei maximaler Effizienz wird als optimal bezeichnet. Das stabilste und effektive Arbeit Turbodrill im Extremmodus (maximale Leistung). V Arbeitsbereich die höchsten ROP-Werte erreicht werden. Die Charakteristik der Turbinen sollte einen hohen ROP bieten, während eine ausreichende Verschleißfestigkeit des Meißels aufrechterhalten wird. Zur Bestimmung des Turbinentyps wird der Drehzahlbeiwert PS verwendet, der numerisch gleich dem Wert der Turbinendrehzahl ist dieser Art, die bei einem Druck von H = 1 m eine Leistung von 1 l / s entwickelt.
PS = P ON / H 4OH
N - Leistung in l / s; P ist die Anzahl der Umdrehungen pro Minute; Н - Druckabfall in m., Bei maximaler Effizienz.
Mehrstufige Turbinenleistung:
NT = (Q HT g / 75) h, wobei
Q ist die Durchflussmenge des Arbeitsfluids; HT - Druckübergang einer mehrstufigen Turbine; g - spezifisches Gewicht Arbeitsflüssigkeit; h ist der Wirkungsgrad der Turbine.
Drehzahlkoeffizient der gesamten mehrstufigen Turbine des Turbodrills:
hST = PS / K0,75
Grundgleichung der Turbine:
М = (Q g / g) r (C1И - C2И), wobei
M die von der Turbine erzeugte Drehmomentmenge ist; Q ist die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Schulterblatt; g ist das spezifische Gewicht der Flüssigkeit; C1I und C2I - Projektionen der absoluten Geschwindigkeit des Strömungseinlasses und -auslasses im Laufrad auf die Richtung der Umfangsgeschwindigkeit; r sind die Radien des Eintritts und Austritts des Fluidstroms im Laufrad.
7. Betrieb von Turbobohrern
Beim Be- und Entladen sowie beim Transport von Turbobohrern zum Einsatzort muss deren vollständige Sicherheit gewährleistet sein. Turbodrills werden in separaten Abschnitten auf speziell ausgestatteten Maschinen - Turbolokomotiven - transportiert. Das Entladen der Turbodrills erfolgt mit einem Kran. Der Transport von Turbobohrern durch Ziehen und Fallenlassen beim Entladen ist nicht akzeptabel, da Körper und Welle beschädigt sind (Verbiegung, Delle usw.). Um ein Verstopfen der Turbine und eine Beschädigung des Gewindes zu vermeiden, werden Turbobohrer mit Sicherheitsstopfen und -kappen transportiert. Verbindung von Abschnitten in einem Turbobohrer. Die Verbindung einzelner Abschnitte bei Turbodrills der Typen ТС, ТСШ, А7Н zu einem Turbodrill erfolgt in folgender Reihenfolge:
1. Auf den Hals des unteren Profilkörpers wird eine Klemme aufgesetzt (für den TSSh Turbodrill - auf den Spindelhals), das Profil wird aufgenommen und auf dem Rotortisch montiert.
2. Die zweite Sektion wird mit Hilfe der zweiten Klemme am Elevator über die auf dem Rotortisch montierte untere Sektion (oder Spindel) angehoben und so geführt, dass ihre Halbkupplung in die Halbkupplung der unteren Sektion eintaucht. Anschließend werden die Gehäuse über ein kegeliges Gewinde verbunden, während die Halbkupplungen der Wellen in die Befestigung einbezogen werden. Das verbundene Gewinde der Sektionen wird mit kräftigen Schlüsseln gesichert.
3. Die verbundenen Sektionen werden über den Rotor gehoben, die Klemme aus der unteren Sektion wird entfernt und der Turbodrill wird abgesenkt und auf dem Rotortisch am Elevator der zweiten Sektion installiert.
Der gelieferte Turbobohrer gilt unter folgenden Bedingungen als geeignet:
1. Der Wert des Axialspiels liegt innerhalb von:
A) nicht mehr als 2,0 mm - für einen Turbobohrer mit Gummimetallabsatz;
B) nicht mehr als 0,4 mm - für einen Turbobohrer mit Kugelabsatz.
2. Die Größe des Aufzugsschachts in den oberen Abschnitten ist in akzeptablen Grenzen. TS5 - (7-9 mm), TS4A - 4" (7-9 mm), A7N (6 ... 8 mm), 3TSSH - (9-12 mm).
3. Der Turbodrill lässt sich bei einem Druck von nicht mehr als 2 MPa leicht starten.
4. Der Druckverlust im Turbodrill entspricht den im Datenblatt angegebenen Leistungsmerkmalen der Turbine.
5. Alle Gewindeanschlüsse sind bei der für den Betrieb des Turbodrills erforderlichen Pumpleistung hermetisch abgedichtet.
Ein Turbobohrer, der gebohrt wird, gilt als geeignet für weitere Arbeiten, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
1. Das Axialspiel darf 5 mm bei einem Gummi-Metall-Absatz und 6 mm bei einem Kugellager nicht überschreiten.
2. Der Turbobohrer wird mit einem Druck gestartet, der den anfänglichen Druck nicht überschreitet.
3. Fehlen von Arbeitsflüssigkeitsdurchlässen in Gewindeverbindungen.
4. Gewindeverbindungen werden bis zum Anschlag in die Enden eingeschraubt.
5. Das Ausmaß der Überschneidungen in den zylindrischen Gewindeverbindungen des Nippels und des Anschlussteils hat sich im Vergleich zum ursprünglichen nicht geändert.
6. Das Anschlussgewinde für den Bit ist in einwandfreiem Zustand.
Das Axialspiel wird wie folgt ermittelt: Die Welle des Turbobohrers stützt sich auf dem Rotortisch und am Ende des Nippels auf der Welle ab, es wird ein Risiko angelegt, dann wird der Turbobohrer angehoben und ein Sekundärrisiko wird auf der Welle in in der gleichen Weise. Der Abstand zwischen den Risiken bestimmt die Größe des Axialspiels.
Turbobohrer montieren
Der Verschleiß der Axiallagerteile führt zur Bewegung der Welle zusammen mit den Rotoren relativ zu den Statoren. Eine Verringerung des Axialspiels zwischen den Rotoren und Statoren führt zu deren Kontakt miteinander, zu einem schnellen Verschleiß der Turbinenschaufeln in der Höhe und zu einer Verschlechterung Leistungsmerkmale der Turbobohrer und sein Anschlag.
Vorbereitung der Teile für die Montage.
1. Wellen reinigen und mit US-2-Maschinenöl schmieren.
2. Gehäuse und Wellenteile reinigen und mit Maschinenöl schmieren, Enden bei der Montage durchtrennen.
3. Gewinde reinigen, entfetten, trockenwischen und vor dem Befestigen schmieren. Schmiermittel: R-2 VTU Nr. NP-34-60; R-416 Bleijodid mit Metallfüllstoff; Molybdän. Prüfen Sie die Dichtheit der Schraubverbindungen.
4. Kontrollmessungen der Höhe von Rotoren und Statoren durchführen, 10 Stück. Der Unterschied zwischen 10 Rotoren und 10 Statoren darf 0,2 mm nicht überschreiten.
5. Schmieren Sie die auf der Welle montierten Teile von außen mit Pumpenfett TU577-55. Es kann mit Rizinusöl im Verhältnis 5:1 verdünnt werden.
Montage von Turbobohrern vom Typ T12M.
Die Welle des Turbodrills wird auf Stützen aufgesetzt, die Keilnuten gereinigt, die Keile montiert. Die Buchse der unteren Stütze, Anschlag, Turbinenstufen, Teile der mittleren Stützen sind auf der Welle montiert. Die mittleren Lager sind gleichmäßig auf die Turbinenstufen verteilt. Bei der Montage wird der Wert des Austritts der Rotornabe aus der Statorscheibe überwacht, der innerhalb des Axialspiels liegen sollte. Zwischen dem oberen Stator und dem unteren Axiallager ist ein Stellring eingebaut. Dann werden die Axiallagerteile montiert. Wellenteile werden mit einer Drehmutter gespannt. Setzen Sie eine Kappe auf und sichern Sie sie mit einer Kontermutter. Das Unterteil des Turbodrill-Körpers und das Unterteil der Welle werden auf die gleiche Weise wie bei den Werkzeugverbindungen der Bohrgestänge am Endanschlag befestigt.
Richtigkeit der Montage:
1. Brustwarzenspannung von 5 bis 20 mm.
2. das Axialspiel des Turbobohrers nicht mehr als 2 mm beträgt.
Einstellring.
Turbodrills 12М, Т32, KTD, verkürzte und untere Abschnitte der Sektionalturbobohrer: Der Einstellring befindet sich im Gehäuse oder auf der Welle zwischen Axiallager und Turbine. Turbodrills mit Sektionaltor: Ein Stellring befindet sich auf der Welle oder dem Körper zwischen dem Anschluss-Sub und der Turbine.
Gewindeeinstellring.
Turbobohrer T32, TS5B, TS6, 3TS5A-8 ”. Das Statorsystem ist im Gehäuse mit einem konischen Gewinde der Verriegelungsart befestigt. Höhe des Stellrings ermitteln:
a) Mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung, bestehend aus einem Justierteil und einer Anschlagschraube, wird das Statorsystem mit einer dem Moment entsprechenden Kraft im Gehäuse entfernt.
b) Nach Prüfung der Leichtgängigkeit mit einem Drehmoment von 10-15 kg.m. Wellen- und Axialspiel der Turbine: 7 ... 10 mm ab Modell.
c) Größe B messen, Vorrichtung demontieren und Größe k berechnen.
d) Bestimmen Sie die Höhe H des einstellbaren Gewinderings H = k-l, wobei l die Länge des konischen Gewindes ist.
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1. Turbobohrer. Termin, Typen, Gestaltungsmerkmale.
Beim Turbinenbohren ist das höchste Drehmoment nur auf den Widerstand des Gesteins gegen die Rotation des Bohrmeißels zurückzuführen (Rohre und Mechanismen zwischen Bohrmeißel und Turbobohrer, falls vorhanden). Das maximale Drehmoment in den Rohren, das durch die Berechnung der Turbine (der Wert ihres Bremsmoments) bestimmt wird, hängt nicht von der Bohrlochtiefe, der Bohrkronendrehzahl, der axialen Belastung der Bohrkrone und den mechanischen Eigenschaften des befahrbaren Gesteins ab.
Die Praxis des Einsatzes von Turbobohrern zeigt, dass die Lebensdauer von Rohren bei dieser Bohrmethode etwa 10-mal höher ist als die Lebensdauer von Rohren beim Drehbohren. Beim Turbinenbohren ist der Kraftübertragungskoeffizient von der Energiequelle zum Meißel viel höher als beim Rotationsbohren.
Ein moderner Turbodrill sollte folgende Eigenschaften und Funktionen bieten:
Ausreichendes Drehmoment bei spezifischen Flüssigkeitsdurchsätzen von nicht mehr als 0,07 l / s pro 1 cm² Bodenlochfläche.
Stabiler Betrieb bei Geschwindigkeiten von weniger als 7 s für Rollenkegelbohrer und 7 - 10 s für Diamantbohrer.
Höchste Effizienz.
Sicherstellung eines Druckabfalls über die Bohrkrone von mindestens 7 MPa.
Die MTBF beträgt mindestens 300 Stunden.
Haltbarkeit nicht weniger als 2000 Stunden.
Die Konstanz der Energiekennlinie mindestens bis zum MTBF.
Energieleistung unabhängig von Druck und Umgebungstemperatur.
Die Fähigkeit, die rheologischen Eigenschaften der Bohrspülung während des Meißelprozesses zu ändern.
Möglichkeit, verschiedene Füll- und Zusatzstoffe in die Bohrspülung einzubringen.
Die Möglichkeit, das Bohrloch zu spülen, ohne den Bohrer zu drehen.
Die Möglichkeit, die Bahn des Bohrlochs an jedem Punkt bis zum Bohrmeißel zu messen, ohne den Bohrstrang zu ziehen.
Abtriebswelle mit Gehäuse ggf. verriegeln und entriegeln.
Schwingungsdämpfung für Bohrwerkzeuge
Einsparung der aufgewendeten Kosten pro 1 Meter Brunnenbohrung im Vergleich zu alternative Wege und mittels Bohren.
Es ist sehr schwierig, all diese Anforderungen in einem Design umzusetzen. Gleichzeitig ist es ratsam, möglichst wenige Typen von Turbobohrern mit gleichem Durchmesser zu haben.
In den frühen 50er Jahren begann man aufgrund der Zunahme der Bohrlochtiefen, die Anzahl der Turbinenstufen zu erhöhen, um die Drehzahl der Meißel zu reduzieren. Es entstanden Sektional-Turbobohrer, bestehend aus zwei oder drei Abschnitten, die direkt an der Bohrinsel montiert wurden. Die Abschnitte wurden mit einem kegeligen Gewinde verschraubt und ihre Wellen wurden zuerst durch kegelige und dann durch kegelverzahnte Kupplungen verbunden. Im unteren Bereich wurde die axiale Abstützung des Sektionalturbodrills eingebaut.
Anschließend wurde, um die Bedienung der Turbobohrer zu vereinfachen, die axiale Abstützung in separater Abschnitt- Spindel. Diese Verbesserung ermöglichte es, die am schnellsten verschlissene Einheit des Turbobohrers an der Bohrstelle - seinen Träger - zu wechseln.
Ein Gummi-Metall-Absatz, der bei der Verwendung von Wasser oder Bohrspülungen (Ton) mit relativ geringem Feststoffgehalt als Bohrspülung sowie mit geringen Druckverlustwerten über den Meißel bei starker Verwendung gut funktioniert verunreinigte oder stark verunreinigte Bohrspülungen, die Leistungscharakteristik des Turbobohrers erheblich verfälschten, was die Effizienz des Bohrverfahrens reduzierte, begann daher Ende der 50er Jahre intensive Forschung an der Entwicklung eines Turbodrill-Walzlagers.
In den frühen 60er Jahren war R.A. Ionnesyan et al. haben ein anhaltendes Radial erzeugt Pendelkugellager Turbodrill Serie 128000, ein mehrstufiges doppeltwirkendes Kugellager.
Eine weitere Verbesserung des Turbodrill-Designs ist mit dem Aufkommen neuer Hochleistungs-Rollenkegelmeißel mit abgedichteten ölgefüllten Lagern verbunden. Für eine effektive Entwicklung dieser Bits sind Drehzahlen von ca. 2,5 - 5 s erforderlich, was zu einer Reihe neuer Richtungen in der Konstruktion von Turbobohrern geführt hat:
mit hydrodynamischem Bremssystem;
mehrteilig;
mit einer Hochzirkulationsturbine und einem Bohrspülungs-Durchflussregelventil;
mit Schwingungsdämpfungssystem;
mit geteiltem Flüssigkeitsstrom und Hohlwelle;
schwimmendes Statorsystem;
mit einer hydromechanischen Bremsbefestigung;
mit Getriebeaufsatz.
Es erschienen auch Bohrloch-Hydraulikmotoren des Verdrängertyps - Schraube.
Sektionaler Turbobohrer mit einheitlicher Spindel
Sektionaler Einheitsspindel-Turbobohrer Typ 3TSSH! Konzipiert zum Bohren von Brunnen mit Rollenkonus und Diamantbohrkronen. Sie bestehen aus drei Turbinen- und einem Spindelabschnitt. In die Spindel ist eine nicht fließende Gummi-Metall-Axialstütze eingebaut, die auch als Abdichtung für die Turbodrillwelle dient.
Jeder Turbinenabschnitt enthält etwa 100 Turbinenstufen, vier Radiallager und drei Stufen des axialen Sicherheitsfußes. Letzteres dient dazu, die Gefahr eines Kontakts zwischen Rotoren und Statoren der Turbine durch Verschleiß der Spindellagerung im Betrieb zu beseitigen.
Turbobohrer mit hohem Drehmoment und hydraulischem Bremssystem
Turbobohrer mit hohem Drehmoment vom Typ AGTSh mit hydrodynamischem Bremssystem sind für das Bohren von Tiefbrunnen mit Rollenkonusmeißeln bestimmt, können aber auch zum Diamantbohren verwendet werden.
Besteht aus drei Abschnitten und einer Spindel. Die beiden Teilturbinen enthalten eine mehrstufige Hochumlaufturbine. In der dritten Stufe werden hydrodynamische Bremsstufen (HT) eingebaut. GT-Stufen bestehen aus einem Stator und einem Rotor, deren Felgenschaufeln im Bremsbetrieb stoßfrei durchströmt werden. Wenn sich ein solcher Rotor dreht, wird ein Drehmoment erzeugt, das dem von der Turbine des Turbobohrers entgegengesetzten entgegengesetzt ist. Das Bremsmoment ist proportional zur Wellendrehzahl.
In die Spindel des Turbodrills ist ein Axial-Rillenkugellager der Baureihe 128 000 eingebaut. Gummiringe PRU.
Mehrteilige Turbobohrer
Um die Drehzahl des Meißels zu reduzieren und das Drehmoment an der Welle des Turbobohrers zu erhöhen, werden mehrteilige (über drei Abschnitte) Turbinenanordnungen verwendet. Serielle Turbodrills, zusammengestellt aus fünf bis sechs Turbinensektionen, ermöglichen die effiziente Bearbeitung von Hochleistungsmeißeln mit reduziertem Spülungsverbrauch und bieten Technologen viel größere Möglichkeiten, die optimalen Parameter des Bohrmodus zu wählen.
Der mehrteilige Turbobohrer unterscheidet sich in seiner Konstruktion nicht von der Serie. Allerdings stellt die Zunahme der Teilturbinen auch höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Turbobohrer-Spindel: Sie muss zuverlässiger und langlebiger sein als die Spindeln von Serien-Turbobohrern. Diese Anforderungen werden von Spindeln mit Labyrinthscheibendichtung vom Typ SHFD erfüllt. Ihre Lebensdauer beträgt 2000-4000 Stunden.
Die Bildung der Energiekennlinie eines mehrteiligen Turbobohrers kann auf verschiedene Weise erfolgen: verschiedene Typen Turbinen, deren Kombination mit gestufter GT sowie die Regulierung der Durchflussmenge der Bohrspülung durch die Turbine.
Turbodrill mit Einzelradaufhängung
Eine Erhöhung der Anzahl der Turbobohrabschnitte ermöglicht es, mit Rollenkonusmeißeln mit abgedichteten ölgefüllten Lagern und Diamant-Gesteinsschneidwerkzeugen eine optimale Energiecharakteristik für das Bohren zu bilden. Dieser Weg scheint der einfachste und zuverlässigste zu sein, erfordert jedoch eine qualifiziertere Herangehensweise an die Montage und Einstellung von Turbinensektionen. Um diese Vorgänge und die Austauschbarkeit der Abschnitte zu vereinfachen, wurde ein Turbodrill-Design mit Einzelradaufhängung entwickelt.
Jede Turbinensektion mit Einzelradaufhängung verfügt über ein eigenes Axialkugellager. Die Gehäuse der Sektionen sind über ein kegeliges Gewinde miteinander verbunden, die Wellen sind durch Vierkant-Halbkupplungen verbunden und in axialer Richtung frei beweglich. Als Ergebnis dieser Anordnung von Abschnitten beeinflusst der Verschleiß des Axiallagers der Spindel das Axialspiel zwischen dem Stator und dem Rotor der Turbine nicht. Letztere wird allein durch den Verschleiß der in den Teilturbinen verbauten Lager bestimmt. Da die axiale Belastung dieser Abschnitte nur einseitig wirkt und praktisch keine dynamische Komponente hat, lässt sich dieser Verschleiß leicht vorhersagen. Beim Zusammenbau wird der Turbinenrotor in die oberste Position relativ zum Stator eingestellt, wodurch die Betriebszeit des Axiallagers der Sektion verlängert werden kann. Laut Feldtestdaten beträgt der MTBF-Bereich der Turbinensektion 120-350 Stunden.
Das Spindeldrucklager arbeitet unter rauen Bedingungen. Die Reaktion des darauf wirkenden Bohrlochbodens ist variabel in Größe und Frequenz der Störung. Dynamische Kräfte führen zu einem starken Verschleiß dieses Lagers. Das zulässige Axialspiel in der Stütze kann jedoch ca. 16-20 mm betragen, daher kann die MTBF durchaus angemessen und sogar höher sein als die einer herkömmlichen Spindel, jedoch nur in Fällen, in denen der Verschleiß der Stütze nicht mit einem Riss einhergeht seiner einzelnen Elemente (Klemmen, Kugel).
Eine unabhängige Aufhängungsturbine kann mit jedem Turbinentyp zusammengebaut werden. Jeder Abschnitt kann auf 80-90 Schritte eingestellt werden.
Turbobohrer mit schwimmendem Stator
Turbobohrer mit schwimmendem Stator haben die gleichen Vorteile wie Turbobohrer mit Einzelaufhängungsabschnitten, jedoch hat die axiale Abstützung der Spindel eine erhöhte hydraulische Belastung.
Ihre Designs unterscheiden sich grundlegend von den bekannten. Jeder Stator eines solchen Turbodrills besitzt in axialer Richtung Bewegungsfreiheit und wird mit Hilfe eines Keils, der in eine spezielle Nut des Gehäuses eingreift, unter Einwirkung seines eigenen Reaktionsmoments gegen Verdrehen gesichert. Jeder Rotor ist auch eine Ferse für den entsprechenden Stator, der keine zusätzlichen Distanzringe hat.
Diese Auslegung der Turbinenstufe ermöglicht es, den mittleren Durchmesser der Turbine zu maximieren und gleichzeitig das Axialspiel in der Stufe zu minimieren. Also im Körper Standardlänge Es ist möglich, die Anzahl der Stufen 1,4-mal höher als bei Serien-Turbobohrern zu platzieren.
Der Nachteil dieser Konstruktion ist der freie Austritt von Bohrspülung zur Innenfläche des Turbinenabschnittsgehäuses.
Der Turbodrill besteht aus drei Turbinenabschnitten und einer Spindel mit zwei Möglichkeiten zur axialen Abstützung: Lager ШШ) -172 und Gummi-Metall-Ferse PU-172. Die mittlere Ausfallzeit des Turbinenbohrers (Spindel) beträgt 210 Std. Das Fehlen einer Beziehung zwischen dem Axialspiel der Turbine und dem Axiallager der Spindel ermöglicht es, den Endverschleiß von Turbinenschaufeln und zur Erhöhung der Durchlaufzeit der Spindeln.
Turbobohrer mit Hohlwelle
Hohlwellen-Turbobohrer sind für das Bohren von Bohrlöchern mit Rollenkonus und Diamantmeißeln unter schwierigen bergbaulichen und geologischen Bedingungen konzipiert. Der Turbodrill besteht aus Turbinensektionen und einer Spindel. Je nach Betriebsbedingungen können drei bis sechs Teilturbinen eingesetzt werden, um die erforderliche Leistung des Turbodrills bereitzustellen.
Die Teilturbinen bestehen aus einem Gehäuse und einer im Gehäuse befindlichen Hohlwelle auf vier Gummi-Metall-Radiallagern. Im Raum zwischen Gehäuse und Hohlwelle sind ca. 100 Turbinenstufen eingebaut. Die Enden der Hohlwelle sind mit Taper-Spline-Halbkupplungen ausgestattet, in denen sich Dichtelemente befinden, die ein Austreten von Bohrspülung aus dem Wellenhohlraum zur Turbine verhindern. Beim Zusammenbau der Teilturbinen sind die vorgegebenen Maße der Aus- und Einsenkung der Halbkupplungen zu beachten, um die erforderliche Lage der Rotoren zu den Statoren zu gewährleisten.
Die Spindel des Turbodrills besteht aus einem Gehäuse und einer im Gehäuse eingebauten Hohlwelle auf Gummi-Metall-Radiallagern und einem Axial-Radialkugellager der Baureihe 128.000.
Die Hohlwellen der Teilturbinen und der Spindel ermöglichen folgende Operationen:
Aufrechterhaltung eines Druckabfalls von 6-9 MPa in den Bohrkronen ohne zusätzliche Belastung der Schlammpumpen;
die räumliche Position des Bohrlochs in unmittelbarer Nähe des Meißels zu messen, ohne den Bohrstrang an die Tagesoberfläche anzuheben;
auf der Grundlage der durchgeführten Messungen die axiale Belastung des Bohrmeißels einstellen, um den Prozess der Rekrutierung, Rückstellung oder Stabilisierung des Bohrlochabweichungswinkels zu steuern;
durch den Wellenhohlraum unter Umgehung der Turbine pumpen, Verschiedene Arten Füllstoffe;
in Notfällen zum Absenken in den Schachthohlraum Vorrichtungen zur Bestimmung der Einstichstelle PO-50 nach T 39-020-75 und Torpedos, z. B. TSh-35, TSh-43, TSh-50 nach TU 25- 04-2726-75, TU 25 -04-2702-75 oder TDSh-25-1, TDSh-50-2 nach TU 39 / 5-137-73 und TU 39 / 5-138-73;
durch die Hohlwelle den Bohrschlamm zu schieben und seine Eigenschaften zu nivellieren mit anschließendem Austragen des Strahlaggregats - so kann die Zeit für die Durchführung dieser Arbeiten deutlich verkürzt werden.
Turbodrill mit Reduziereinsatz
Turbobohrer mit Untersetzungsgetriebe Typ RM-Einsatz sind für den effizienten Einsatz von Rollenkonusmeißeln mit ölgefüllten Lagern bei der technologisch erforderlichen Bohrspülungsmenge und einem im Vergleich zu anderen Hydromotoren reduzierten Druckverlust ausgelegt.
Der ölgefüllte Reduziereinsatz wird in Kombination mit den Turbinenteilen und der Spindel handelsüblicher Turbobohrer verwendet. Der Reduziereinsatz wird zwischen Spindel und Turbinenteil eingebaut, ausgestattet mit einem Planetengetriebe und einem Ölschutzsystem für Getriebe und Lager.
Das Planetengetriebe ist ein zweireihiges Zahnrad mit Novikov-Stirnradverzahnung. Das Ölschutzsystem hat eine Gleitringdichtung. Die Abtriebswelle ist über eine Keilwellenkupplung mit der Spindelwelle und die Antriebswelle über eine Halbkupplung mit den Teilturbinen verbunden.
Der Reduziereinsatz ist eine in sich geschlossene Einheit, die direkt am Rig ausgetauscht werden kann. Die durchschnittliche Zeit zwischen den Ausfällen eines ölgefüllten Getriebes beträgt 100-115 Stunden und beim Bohren von Bohrlöchern mit hohen Bohrlochtemperaturen (über 150 ° C) etwa 40 Stunden.
Turbodrill ist ein Bohrlochmotor nach dem hydrodynamischen Wirkprinzip mit EK-Strömung. Die Turbine eines Turbodrills wird durch einen Schaufelapparat dargestellt, der aus einem beweglichen Rotor und einem feststehenden Stator besteht. Zwischen den Schaufeln zirkuliert ständig ein Fluidstrom, der den Rotor mit der Welle rotieren lässt.
Merkmal "T - D -Z"
1 G Д + Р> R З - die obere Stütze funktioniert
2 G D + R< R З – работает нижняя опора
3 G D + R = R Z - schwebender Fersenmodus
Ermittlung des Anziehdrehmoments der Turbodrill-Teile
M Р - das Reibungsmoment im Gewinde
M t - Reibungsmoment an der Stirnfläche
M TOP - Bremsmoment des Turbodrills
d CP - durchschnittlicher Gewindedurchmesser
j - Aufstiegswinkel
r - Reibungswinkel
S - Gewindesteigung
F ist der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl (0,2);
b - Hälfte des Winkels am oberen Ende des Gewindes (30 0).
Turbinenbetriebsparameter:
M cr = Qr (C 1i -C 2i);
С 1i, С 2i - Geschwindigkeit am Ein- und Ausgang.
Nhyd = Mw;
7. Zweck, Arbeitsbedingungen und Klassifizierung von Schlammpumpen. Moderne Designs.
BN ist für die Injektion von Bohrschlamm in das Bohrloch bestimmt.
BN-Anforderungen:
1) die Fähigkeit, den Durchfluss innerhalb der Grenzen zu regulieren, die die Effizienz des Waschens gewährleisten;
2) Die Leistung des BN sollte zum Spülen des Brunnens ausreichen. und Bohrlochmotorbetrieb;
3) Sicherstellen der minimal möglichen Trägheitslasten und Druckpulsationen;
4) Haltbarkeit von Einheiten und Teilen;
5) Schutz der Elemente des Antriebsendes vor Spülflüssigkeit und Schmutz;
6) Wartungsfreundlichkeit und die Möglichkeit, Verschleißteile schnell auszutauschen;
7) die Fähigkeit, montiert zu transportieren und zu bewegen;
8) Effizienz und Arbeitssicherheit.
BN-Klassifizierung:
1) nach Antriebsleistung:
a) kleine Leistung bis 200 kW:
b) durchschnittlich 200 - 400 kW:
c) groß über 400 kW;
2) nach dem Wirkprinzip beim Verdrängen einer Flüssigkeit:
a) einseitige (einfache) Aktion;
b) doppelseitige (doppelte) Wirkung;
3) je nach Anzahl der Pumpenzylinder:
a) Zweizylinder;
b) Dreizylinder.
Als Schlammpumpen werden horizontale Hubkolbenpumpen mit zwei doppelt wirkenden Zylindern (Duplex) und drei einfach wirkenden Zylindern (Triplex) eingesetzt.
Kolben sind massiv und vorgefertigt.
Antriebsteil.
Der Winkel des Exzenters beträgt im Duplex 90 0 und im Triplex 120 0.
Vorteile 3 Zyl. Vor 2 Zyl.
1. Die beste Hydra. charakteristisch durch weniger ungleichmäßigen Vorschub.
2. Einfacherer Aufbau des Hydraulikteils (keine Spindelabdichtungen und ein Paar Ventile).
3. Geringeres Pumpengewicht (für Hochleistungspumpen)
Nachteile:
1. Komplexere Konstruktion der Antriebsseite.
2. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens nimmt zu => a) der Verschleiß der reibenden Teile nimmt zu, b) die Verschlechterung der hydraulischen Eigenschaften.
3. Die Notwendigkeit, eine Druckerhöhungspumpe zu installieren.
4. Die Notwendigkeit, die Oberflächen von Kolben und Zylinder zu schmieren (erfordert die Installation einer Ölpumpe)
8.Zusammensetzung und Anordnung der Ausrüstung zum Reinigen von Spülflüssigkeit. Bewertung der Arbeitseffizienz.
Schema eines vierstufigen Bohrschlammreinigungssystems.
Reinigungsstufen des Bohrers Lösung:
1.Grobreinigung (Sieb)
2. Feinreinigung (basierend auf der Anwendung der Fliehkraft) in zwei oder drei Stufen (Zyklone) beim zweiten Sandabscheider, beim dritten Schlammabscheider, bei der vierten Zentrifuge.
Hydrozyklon
Im Hydrozyklon 1 wird die Bohrlösung unter Druck durch die Zuführdüse 4 zugeführt. Die größten und schwersten Partikel werden während der Rotation durch Zentrifugalkräfte in die äußere Strömung der Lösung in der wandnahen Zone 2 geschleudert , werden sie durch die Schlammdüse 3 in den Schlammsammler abgeführt. Der Aufwärtsstrom der gereinigten Bohrlösung wird durch das Abzweigrohr 5 in den Auffangbehälter geleitet.
Es ist möglich, die Effizienz der Reinigung des Bohrschlamms in jeder Stufe unter Verwendung der folgenden Parameter zu bewerten: 1. Durchmesser des Grenzkorns d; 2. Reinigungsgrad:
;
wobei P ist - die Anfangszahl von g. p .; P über - die gereinigte Zahl.
9. Tackle-System der Bohranlage. Zusammensetzung und Zweck der einzelnen Einheiten, Gestaltung der Elemente. Betriebsvorschriften. Die Wahl des Drahtseils.
Das Hebesystem von Bohrgeräten wird verwendet für Drehbewegungsumwandlung der Windentrommel in die translatorische Bewegung des Hakens, an dem die Säule aufgehängt ist, sowie zur Reduzierung der Zugkraft der Saiten und des auf der Windentrommel aufgewickelten Seilendes durch Erhöhung der Geschwindigkeit
Turbobohrer werden konstruktionsbedingt in einteilige, mehrteilige, drehmomentstarke, verzahnte, spindelförmige und verkürzte Turbobohrer unterteilt.
Einteilige Turbobohrer T12MZ (Abb. XIII.5) werden mit den Durchmessern 240, 212, 195 und 172 mm mit der Stufenzahl 100-120, montiert in einem Gehäuse, hergestellt. Sie sind oben mit einem Gummi-Metall-Absatz ausgestattet. Gummifußpads werden entweder an Metallscheiben angeschweißt oder in Form von austauschbaren Gummieinlagen hergestellt.
Für eine orientierte Krümmung beim Bohren geneigter Bohrlöcher werden kürzere einteilige Turbobohrer mit 30-60 Schritten verwendet.
Abb. 5. Einteiliger Turbobohrer.
1-Welle; 2-Nippel-Ärmel; 3-Tasten; 4-Schub; 5, 10, 11-Einstellringe, 6-Rotor; 7-Stator; 8, 9-radiale Unterstützung; 12, 13-Scheiben und Fersenring; 14-Schublager; 15-Rotor-Mutter; 16-Kappe; 17-Sicherungsmutter; 18-Gebäude; 19-Ärmel; 20, 22-sub; 21-Nippel.
Mehrteilige Turbobohrer Typ TC (Abb. 6) bestehen aus zwei oder mehr hintereinander geschalteten Abschnitten, die jeweils mit eigener Welle in einem separaten Gehäuse montiert sind und über
100 oder mehr Schritte. Die Sektionswellen werden beim Verschrauben der Sektionsgehäuse durch Keilverzahnungskupplungen verbunden. Die Sektionen werden auf der Bohrinsel über dem Bohrlochkopf vertikal verschraubt.
Ein Turbobohrer mit Sektionaltor hat eine gemeinsame axiale Abstützung, die sich im unteren Abschnitt befindet. Das Design des Gummi-Metall-Absatzes entspricht dem von einteiligen Turbobohrern. Konstruktiv unterscheidet sich der untere Abschnitt vom einteiligen Turbodrill dadurch, dass der Körper im oberen Teil mit einem Unterteil mit konischem Gewinde ausgestattet ist und am oberen Teil der Welle eine Verbindungshalbkupplung vorhanden ist. Die Position der Rotoren relativ zu den Statoren wird durch einen Ring reguliert, der zwischen der Turbine und dem axialen Absatz installiert ist.
Die Statoren im Gehäuse werden mit einem Nippel fixiert. Turbobohrer TS5B-9", ZTS5B-9", TS4A-5", TS4A-4" hat der Nippel ein zylindrisches Gewinde. Profil-Turbobohrer anderer Typen haben ein kegeliges Anschlussgewinde. Um die notwendige Dichtheit zum Zusammenpressen der Statoren zu schaffen, werden Einstellringe verwendet.
Im mittleren und oberen Bereich der Turbodrills gibt es keine axialen Füße. Die Lage der Welle bei Rotoren relativ zum Gehäuse bei Statoren wird durch einen zwischen Verbindungsteil und Statorscheiben eingebauten Stellring bestimmt.
Die Befestigung der Statoren im Ober- und Mittelteilgehäuse erfolgt durch Anziehen der konischen Gewindeverbindung durch die Stellringe. In Turbobohrern TS4A-5 "Und TS4A-4" wird zylindrisches Gewinde verwendet.
Reis. 7. Spindel-Turbobohrer.
1-Welle; 2-Fall;
3, 4-Radiallager;
5-Drucklager; 6-Scheiben-Absatz;
7.8-Mutter und Kontermutter;
9-untere Halbkupplung; 10-sub.
Spindel-Turbobohrer(Abb. 7) wurde entwickelt, um den Verlust von Bohrflüssigkeit durch das untere Lager - Nippel - beim Bohren mit Düsenbohrern zu reduzieren, die einen großen Flüssigkeitsdruck beim Austritt aus der Turbobohrwelle erfordern, hierfür ist ein separater Abschnitt am unteren Teil des Turbobohrers befestigt - eine Spindel mit einem axialen Absatz und radialen Lagern, die dazu bestimmt sind, die Flüssigkeitsleckage durch die Spielräume zwischen der Welle und dem Gehäuselager zu reduzieren.
Reis. 7.Spindel Turbodrill.
1-Welle; 2-Fall; 3, 4-Radiallager; 5-Drucklager; 6-Scheiben-Absatz; 7.8-Mutter und Kontermutter; 9-untere Halbkupplung; 10-sub.
Spindelturbobohrer werden mit den Durchmessern 240, 195, 185, 172 und 164 mm hergestellt. Die Spindel besteht aus einer Welle, die in einem Gehäuse auf zwei Radiallagern gelagert ist. Zur Aufnahme axialer Belastungen wird eine Gummi-Metall-Ferse verwendet, die sich abwechselnd aus einem Satz Stahlscheiben und Gummi-Metall-Lagern zusammensetzt. Der Spindelkörper ist mit der unteren Turbinensektion durch ein Unterteil verbunden und die Welle durch eine Kupplung auf die gleiche Weise wie die Abschnitte miteinander verbunden sind.
Turbodrills mit Begrenzungsturbinen Typ L(Abb. 8) unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen dadurch, dass ihre Turbinen eine variable Kennlinie bei konstantem Durchfluss haben. Diese Turbinen sind so ausgelegt, dass der Druckabfall über der Turbine in Abhängigkeit von der Belastung des Meißels und dem unterschiedlichen Bremsmoment abnimmt. Sie verwenden die sogenannten Hochzirkulationsturbinen, ein konstantes Differential, das mittels eines Bypass-Ventils aufrechterhalten wird, durch das ein Teil der Flüssigkeit unter Umgehung des Turbodrills in den Ringraum abgelassen wird. Dadurch wird ein stabiler Betrieb der Turbine bei variabler Durchfluss Flüssigkeiten.
Diese Turbobohrer unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen auch dadurch, dass anstelle von Gummi-Metall-Lagern und -Lagern Kugellager verwendet werden. Die Ferse dieses Turbodrills befindet sich im unteren Teil und ist in Form eines zehnreihigen Kugellagers ausgeführt. Diese Lager arbeiten in einer Bohrspülungsumgebung, daher werden Schutzdichtungen installiert, um zu verhindern, dass große abrasive Partikel in das Lager eindringen. Oben befinden sich die Turbinen mit dazwischenliegenden Radialkugellagern, die von der Bohrspülung durchströmt werden. Es werden Lager ohne Käfigstruktur verwendet.
Die Befestigung von Turbinen, Gehäusen und Wellenverbindung erfolgt ähnlich wie oben beschrieben. Natürlich ist die Leistung von Kugellagern in einer Bohrspülungsumgebung gering, da starker abrasiver Verschleiß auftritt.
Turbobohrer vom Typ A werden mit Durchmessern von 240, 195 und 164 mm der folgenden Codes hergestellt; А9К5Са, А7Н4С und А6КЗС mit einer Anzahl von Stufen bis zu 240. Die Stufen sind im unteren Bereich installiert und der Rest - im oberen.
Um die Betriebsbedingungen des Bohrers zu verbessern und ein erhöhtes Drehmoment bei einer erhöhten Belastung des Bohrers während des Bohrens bereitzustellen, kann der Turbobohrer vom Typ А7Н mit einem Druckreduzierventil verwendet werden, das direkt über dem Turbobohrer oder in einiger Entfernung davon installiert ist.
Abb. 8 Turbodrills mit Grenzturbinen des Typs L.
I, II- untere und obere Abschnitte; 1-Welle; 2-Stopp; 3-Nippel, 4-Schub-Radialkugellager; 5-Ende-Öldichtung; 6, 7-Buchsen; 8-Rotor; 9-Stator; 10-Shaoik-Stützen; 11-Nüsse; 12-Kappe; 13-Sicherungsmuttern; 14-Halbkupplungen; 15-fach; 16, 17-Abos.
Ventil-Bypass-Aufsatz(Abb. 9) hat ein Rückschlagventil, gegen das die Hülse von einer Feder gedrückt wird. Bei einer Abnahme der Druckdifferenz unter dem Ventil und über dem Ventil bewegt sich die Hülse nach unten und öffnet das Seitenloch L, wodurch der Innenhohlraum der Rohre mit dem Ringraum verbunden wird. Wenn kein Druckunterschied vorhanden ist, hebt sich die Hülse unter der Wirkung der unteren Feder nach oben, schließt das Seitenloch und die gesamte Bohrflüssigkeit gelangt in den Turbobohrer.
Diese Anbaugeräte können mit Antriebsmotoren für Schlammpumpen mit variabler Drehzahl betrieben werden. In diesem Fall verringert sich die Differenz an der Turbine und damit die Leistung, wenn das Bit verlangsamt wird. Die Pumpenmotoren erhöhen automatisch die Drehzahl und den Förderstrom der Pumpen, was zu einer Erhöhung des vom Turbodrill entwickelten Drehmoments führt.
Abb. 9 Ventil-Bypass-Anbau.
1-Gebäude;
3-Kolben;
4-Federn;
5-Unter;
6-Schaft;
Durch die flächendeckende Einführung des Turbinenbohrens war es notwendig, Turbobohrer zu schaffen, die den unterschiedlichsten Bedingungen des Bohrlochbaus gerecht werden und eine weitere Steigerung der technischen und wirtschaftlichen Kennwerte des Bohrens gewährleisten. Die gesammelten bedeutenden Erfahrungen im Einsatz von Turbobohrern, das Studium der Bedingungen für deren Betrieb und Reparatur sowie Konstruktion und Forschungsarbeit Neben der theoretischen Entwicklung von Fragen der Verbesserung der Eigenschaften von Turbinen, ermöglichte die Untersuchung des Einflusses von Axialspiel auf den Wirkungsgrad von Turbinen usw. die Entwicklung einer normalen Serie von Turbobohrern, die den gestiegenen Anforderungen der Bohrpraxis am besten gerecht wird .
