Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ту́рбобур — машина для швидкісного буріння нафтових свердловин.
Турбобур — вибійний гідравлічний двигун, в якого гідравлічна енергія потоку промивальної рідини перетворюється у механічну роботу обертання вихідного валу, сполученого з породоруйнуючим інструментом. Робочим органом, в якому відбувається перетворення енергії, служить багатоступенева турбіна осьового лопатевого типу.
Історія
У 1922 р. бакинський інженер розробив перший успішний гідравлічний вибійний двигун — турбобур.
Історія турбобура (двигуна, розміщеного безпосередньо над буровим долотом) починається з патенту американського інженера Х. Кросса 1873 р., який запропонував гідравлічну бурильну одноступінчасту турбіну. У 1883 р. американець Дж. Вестингауз сконструював турбінний вибійний двигун. У 1890 р. український інженер К. Сімченко, працюючи у Баку, запатентував ротаційний вибійний двигун, а на початку ХХ ст. польський інженер Вольський сконструював швидкісний вибійний гідравлічний двигун («таран Вольського»), який став прототипом сучасних гідровідбійників. Але саме завдяки двигуну Капелюшникова у 1924 р. в Азербайджані в Суруханах була пробурена перша в світі свердловина за допомогою турбобура, що започаткувало історію турбінного буріння. Протягом десятиріччя трест «Азнафта» широко застосовував турбобур Капелюшникова, а в подальшому він слугував прототипом для нових прогресивних конструкцій, які стали основним засобом буріння нафтових і газових свердловин. Значною перевагою вибійного двигуна є те, що промивна рідина, яка запомповується в свердловину, одночасно обертає турбіну двигуна. При цьому не потрібно обертати всю бурову колону (як це робилося раніше), що дало великий економічний ефект при бурінні на значній глибині. Протягом 1933—1940 рр. було створено багатоступінчасті безредукторні турбобури різних типів (керівник розробки — П. Шумілов). У 1930-х рр. у США пройшов успішне випробування електробур, який опускали в свердловину на кабелі-канаті. У 1937—1940 рр. російськими винахідниками А. Островським, Н. Григоряном, А. Богдановим було розроблено конструкцію вибійного електричного двигуна — електробура.
Загальний опис
Турбобур — машина з вибійним двигуном гідродинамічного типу (турбіною), в якій гідравлічна енергія потоку рідини, що подається по трубах насосами з поверхні, в турбіні турбобура перетворюється в механічну енергію вала, до якого під'єднується бурове долото, і яка призначена для буріння глибоких нафтових і газових свердловин. Турбіна отримує енергію від потоку глинистого розчину, що нагнітається у свердловину по трубах. Т. використовується для буріння глибоких свердловин г.ч. на нафту і газ. Для розвідувального буріння з відбором керну використовуються спец. Т. з порожнистим валом, в якому розміщується керноприймач. Багатоступеневі та секційні турбобури застосовуються для буріння свердловин діаметром 90…600 мм.
Турбобури мають м’яку характеристику. Залежно від числа обертів момент зменшується із збільшенням числа обертів. Максимальне число обертів називається холостими обертами. Залежності від типу, турбобури розвивають холості оберти в межах 500 1200 об/хв. Момент при зупинці турбобура називається гальмівним моментом. Максимальну потужність і максимальний коефіцієнт корисної дії турбобур має при обертах, які рівні близько половини від холостих обертів. Враховуючи те, що турбобур в області близькій до гальмування працює нестійко, глохне, то робочі оберти знаходяться вище ніж половина від холостих і складають 240 600 об/хв. К. к. д турбобурів складає від 25 до 50 %.
При турбінному бурінні як робоча використовується промивна рідина, що рухається з поверхні землі по бурильній колоні до турбобура. З валом турбобура жорстко з'єднане долото, воно обертається незалежно від бурильної колони.
У практиці буріння використовують такі турбобури: односекційні типу Т12; секційні; шпиндельні; високомоментні (з похилою лінією тиску); колонкові (для буріння з відбором керна); для буріння похилих свердловин; редукторні; реактивно-турбінні бури (РТБ).
Переваги. Буріння з допомогою електробурів має ряд переваг порівняно з використанням інших вибійних двигунів: 1. незалежність потужності і частоти обертання вала електробура від кількості і властивостей промивальної рідини; 2. можливість вести контроль за роботою долота на вибої і попереджувати аварії з ним; 3. можливість автоматизувати процес буріння при найкращому використанні потужності; 4. використання спеціальної апаратури при бурінні похило-направлених свердловин; 5. використання будь-яких видів промивальних рідин і циркуляційних агентів.
Недоліки. До недоліків застосування електробурів належать: 1. необхідність джерела постачання електроенергією і спеціального обладнання; 2. недосконалість системи струмопідводу, що призводить до частих пробоїв в ізоляції; 3. неможливість регулювання частоти обертання внаслідок жорсткої характеристики двигуна; 4. електробури застосовують при невисоких вибійних температурах; 5. необхідність застосування спеціальних бурильних труб; 6. великі втрати напруги у системі струмопроводу.
Конструкція і принцип дії
Турбобур — вибійний гідравлічний двигун, у якого гідравлічна енергія потоку промивальної рідини перетворюється в механічну роботу обертання вихідного валу, сполученого з породоруйнуючим інструментом. Робочим органом, в якому відбувається перетворення енергії, служить багатоступенева турбіна осьового лопатевого типу.
Турбобур містить корпус, турбінний вал, вал осьової опори з внутрішньою циліндричною порожниною, послідовно встановлені на турбінному валу ротори турбін, а в корпусі — статори турбін, радіальні опори, гайку турбінного валу, осьову опору, ніпель, канал, що забезпечує гідравлічний зв'язок порожнини останнього ротора турбіни і внутрішньої циліндричної порожнини вала осьової опори. Турбінний вал і вал осьової опори з'єднані між собою за допомогою різьби.
Турбобур встановлюють безпосередньо над породоруйнуючим інструментом, а джерелом енергії й крутного моменту є тиск потоку рідини, що рухається під напором бурового насоса.
Потік промивальної рідини через бурильну колону подається в першу ступінь турбобура. У статорі першої ступені (рис.) відбувається формування напрямку потоку рідини. Таким чином, статор є апаратом турбіни, який направляє потік промивальної рідини. Потоки рідини з каналів статора надходять на лопатки ротора під заданим кутом (рис.) і здійснюють силовий вплив на ротор, в результаті якого енергія руху рідини створює сили, які прагнуть повернути ротор, жорстко пов'язаний з валом турбіни. Потік рідини з каналів ротора першої ступені надходить на лопатки направляючого апарату другої ступені, де знову відбувається формування напрямку руху потоку рідини і подача її на лопатки ротора другої ступені. На роторі другої ступені також виникає крутний момент. У результаті рідина під дією енергії тиску, проходить усі ступені турбіни турбобура і через спеціальний канал підводиться до породоруйнуючого інструменту. У багатоступеневих турбобурів крутні моменти усіх ступенів підсумовується на валу. У процесі роботи турбіни на статорах, закріплених нерухомо в корпусі турбобура, створюється реактивний момент, рівний за значенням, але протилежний за напрямом. Реактивний момент через корпус турбобура передається на бурильні труби і здійснює їх закручування на певний кут, що залежить від жорсткості і довжини бурильної колони. Під характеристикою турбіни турбобура розуміють залежність її потужності N, крутного моменту М, коефіцієнта корисної дії η та перепаду тиску Δр від частоти обертання n при заданій витраті прокачуваної через неї промивальної рідини Q.
Маркування
У шифрі турбобурів вказується: КД — турбобур безшпиндельний турбінно-гвинтовий з уніфікованих модульних турбінних секцій і секцій гвинтового двигуна, з'єднання секцій конусно-гвинтовою муфтою, опора розміщена внизу; П — турбобур з плаваючим ротором; К — у турбобурі використовуються турбіни з пониженою висотою ступені; У — універсальні турбобури, дозволяють приєднувати секції гвинтового двигуна; РТ — турбобури призначені для використання в агрегатах РТБ; ТО — турбобур-відхилювач; Р — турбобур з редуктором.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004—2006 рр. 560 + 800 с.
- Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава: ПолтНТУ, Київ: ФОП Халіков Р. Х., 2017. — 312 с.
- Коцкулич Я. С., Кочкодан Я. М. Буріння нафтових і газових свердловин. — Коломия: 1999. — С. 82 — 106.
- Симонянц С. Л. Технология бурения скважин гидравлическими забойными двигателями — 2007—160 с.
- Мислюк М. А., Рибчич І.Й, Яремійчук Р. С. Буріння свердловин: Довідник. — К.: Інтерпрес ЛТД, 2002. — Т.1. — С. 230—264.
- Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Бурове і технологічне обладнання. Харків: Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ — 2000», 2021. — 358 с.
Посилання
- Турбобур // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 197. — .
 | Це незавершена стаття з гірництва. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Tu rbobur mashina dlya shvidkisnogo burinnya naftovih sverdlovin Turbobur vibijnij gidravlichnij dvigun v yakogo gidravlichna energiya potoku promivalnoyi ridini peretvoryuyetsya u mehanichnu robotu obertannya vihidnogo valu spoluchenogo z porodorujnuyuchim instrumentom Robochim organom v yakomu vidbuvayetsya peretvorennya energiyi sluzhit bagatostupeneva turbina osovogo lopatevogo tipu Robochi organi turbobura Rotor i statorIstoriyaU 1922 r bakinskij inzhener rozrobiv pershij uspishnij gidravlichnij vibijnij dvigun turbobur Istoriya turbobura dviguna rozmishenogo bezposeredno nad burovim dolotom pochinayetsya z patentu amerikanskogo inzhenera H Krossa 1873 r yakij zaproponuvav gidravlichnu burilnu odnostupinchastu turbinu U 1883 r amerikanec Dzh Vestingauz skonstruyuvav turbinnij vibijnij dvigun U 1890 r ukrayinskij inzhener K Simchenko pracyuyuchi u Baku zapatentuvav rotacijnij vibijnij dvigun a na pochatku HH st polskij inzhener Volskij skonstruyuvav shvidkisnij vibijnij gidravlichnij dvigun taran Volskogo yakij stav prototipom suchasnih gidrovidbijnikiv Ale same zavdyaki dvigunu Kapelyushnikova u 1924 r v Azerbajdzhani v Suruhanah bula proburena persha v sviti sverdlovina za dopomogoyu turbobura sho zapochatkuvalo istoriyu turbinnogo burinnya Protyagom desyatirichchya trest Aznafta shiroko zastosovuvav turbobur Kapelyushnikova a v podalshomu vin sluguvav prototipom dlya novih progresivnih konstrukcij yaki stali osnovnim zasobom burinnya naftovih i gazovih sverdlovin Znachnoyu perevagoyu vibijnogo dviguna ye te sho promivna ridina yaka zapompovuyetsya v sverdlovinu odnochasno obertaye turbinu dviguna Pri comu ne potribno obertati vsyu burovu kolonu yak ce robilosya ranishe sho dalo velikij ekonomichnij efekt pri burinni na znachnij glibini Protyagom 1933 1940 rr bulo stvoreno bagatostupinchasti bezreduktorni turboburi riznih tipiv kerivnik rozrobki P Shumilov U 1930 h rr u SShA projshov uspishne viprobuvannya elektrobur yakij opuskali v sverdlovinu na kabeli kanati U 1937 1940 rr rosijskimi vinahidnikami A Ostrovskim N Grigoryanom A Bogdanovim bulo rozrobleno konstrukciyu vibijnogo elektrichnogo dviguna elektrobura Zagalnij opisTurbobur mashina z vibijnim dvigunom gidrodinamichnogo tipu turbinoyu v yakij gidravlichna energiya potoku ridini sho podayetsya po trubah nasosami z poverhni v turbini turbobura peretvoryuyetsya v mehanichnu energiyu vala do yakogo pid yednuyetsya burove doloto i yaka priznachena dlya burinnya glibokih naftovih i gazovih sverdlovin Turbina otrimuye energiyu vid potoku glinistogo rozchinu sho nagnitayetsya u sverdlovinu po trubah T vikoristovuyetsya dlya burinnya glibokih sverdlovin g ch na naftu i gaz Dlya rozviduvalnogo burinnya z vidborom kernu vikoristovuyutsya spec T z porozhnistim valom v yakomu rozmishuyetsya kernoprijmach Bagatostupenevi ta sekcijni turboburi zastosovuyutsya dlya burinnya sverdlovin diametrom 90 600 mm Turboburi mayut m yaku harakteristiku Zalezhno vid chisla obertiv moment zmenshuyetsya iz zbilshennyam chisla obertiv Maksimalne chislo obertiv nazivayetsya holostimi obertami Zalezhnosti vid tipu turboburi rozvivayut holosti oberti v mezhah 500 1200 ob hv Moment pri zupinci turbobura nazivayetsya galmivnim momentom Maksimalnu potuzhnist i maksimalnij koeficiyent korisnoyi diyi turbobur maye pri obertah yaki rivni blizko polovini vid holostih obertiv Vrahovuyuchi te sho turbobur v oblasti blizkij do galmuvannya pracyuye nestijko glohne to robochi oberti znahodyatsya vishe nizh polovina vid holostih i skladayut 240 600 ob hv K k d turboburiv skladaye vid 25 do 50 Pri turbinnomu burinni yak robocha vikoristovuyetsya promivna ridina sho ruhayetsya z poverhni zemli po burilnij koloni do turbobura Z valom turbobura zhorstko z yednane doloto vono obertayetsya nezalezhno vid burilnoyi koloni U praktici burinnya vikoristovuyut taki turboburi odnosekcijni tipu T12 sekcijni shpindelni visokomomentni z pohiloyu liniyeyu tisku kolonkovi dlya burinnya z vidborom kerna dlya burinnya pohilih sverdlovin reduktorni reaktivno turbinni buri RTB Perevagi Burinnya z dopomogoyu elektroburiv maye ryad perevag porivnyano z vikoristannyam inshih vibijnih dviguniv 1 nezalezhnist potuzhnosti i chastoti obertannya vala elektrobura vid kilkosti i vlastivostej promivalnoyi ridini 2 mozhlivist vesti kontrol za robotoyu dolota na viboyi i poperedzhuvati avariyi z nim 3 mozhlivist avtomatizuvati proces burinnya pri najkrashomu vikoristanni potuzhnosti 4 vikoristannya specialnoyi aparaturi pri burinni pohilo napravlenih sverdlovin 5 vikoristannya bud yakih vidiv promivalnih ridin i cirkulyacijnih agentiv Nedoliki Do nedolikiv zastosuvannya elektroburiv nalezhat 1 neobhidnist dzherela postachannya elektroenergiyeyu i specialnogo obladnannya 2 nedoskonalist sistemi strumopidvodu sho prizvodit do chastih proboyiv v izolyaciyi 3 nemozhlivist regulyuvannya chastoti obertannya vnaslidok zhorstkoyi harakteristiki dviguna 4 elektroburi zastosovuyut pri nevisokih vibijnih temperaturah 5 neobhidnist zastosuvannya specialnih burilnih trub 6 veliki vtrati naprugi u sistemi strumoprovodu Konstrukciya i princip diyiTurbobur vibijnij gidravlichnij dvigun u yakogo gidravlichna energiya potoku promivalnoyi ridini peretvoryuyetsya v mehanichnu robotu obertannya vihidnogo valu spoluchenogo z porodorujnuyuchim instrumentom Robochim organom v yakomu vidbuvayetsya peretvorennya energiyi sluzhit bagatostupeneva turbina osovogo lopatevogo tipu Turbobur mistit korpus turbinnij val val osovoyi opori z vnutrishnoyu cilindrichnoyu porozhninoyu poslidovno vstanovleni na turbinnomu valu rotori turbin a v korpusi statori turbin radialni opori gajku turbinnogo valu osovu oporu nipel kanal sho zabezpechuye gidravlichnij zv yazok porozhnini ostannogo rotora turbini i vnutrishnoyi cilindrichnoyi porozhnini vala osovoyi opori Turbinnij val i val osovoyi opori z yednani mizh soboyu za dopomogoyu rizbi Turbobur vstanovlyuyut bezposeredno nad porodorujnuyuchim instrumentom a dzherelom energiyi j krutnogo momentu ye tisk potoku ridini sho ruhayetsya pid naporom burovogo nasosa Potik promivalnoyi ridini cherez burilnu kolonu podayetsya v pershu stupin turbobura U statori pershoyi stupeni ris vidbuvayetsya formuvannya napryamku potoku ridini Takim chinom stator ye aparatom turbini yakij napravlyaye potik promivalnoyi ridini Potoki ridini z kanaliv statora nadhodyat na lopatki rotora pid zadanim kutom ris i zdijsnyuyut silovij vpliv na rotor v rezultati yakogo energiya ruhu ridini stvoryuye sili yaki pragnut povernuti rotor zhorstko pov yazanij z valom turbini Potik ridini z kanaliv rotora pershoyi stupeni nadhodit na lopatki napravlyayuchogo aparatu drugoyi stupeni de znovu vidbuvayetsya formuvannya napryamku ruhu potoku ridini i podacha yiyi na lopatki rotora drugoyi stupeni Na rotori drugoyi stupeni takozh vinikaye krutnij moment U rezultati ridina pid diyeyu energiyi tisku prohodit usi stupeni turbini turbobura i cherez specialnij kanal pidvoditsya do porodorujnuyuchogo instrumentu U bagatostupenevih turboburiv krutni momenti usih stupeniv pidsumovuyetsya na valu U procesi roboti turbini na statorah zakriplenih neruhomo v korpusi turbobura stvoryuyetsya reaktivnij moment rivnij za znachennyam ale protilezhnij za napryamom Reaktivnij moment cherez korpus turbobura peredayetsya na burilni trubi i zdijsnyuye yih zakruchuvannya na pevnij kut sho zalezhit vid zhorstkosti i dovzhini burilnoyi koloni Pid harakteristikoyu turbini turbobura rozumiyut zalezhnist yiyi potuzhnosti N krutnogo momentu M koeficiyenta korisnoyi diyi h ta perepadu tisku Dr vid chastoti obertannya n pri zadanij vitrati prokachuvanoyi cherez neyi promivalnoyi ridini Q MarkuvannyaU shifri turboburiv vkazuyetsya KD turbobur bezshpindelnij turbinno gvintovij z unifikovanih modulnih turbinnih sekcij i sekcij gvintovogo dviguna z yednannya sekcij konusno gvintovoyu muftoyu opora rozmishena vnizu P turbobur z plavayuchim rotorom K u turboburi vikoristovuyutsya turbini z ponizhenoyu visotoyu stupeni U universalni turboburi dozvolyayut priyednuvati sekciyi gvintovogo dviguna RT turboburi priznacheni dlya vikoristannya v agregatah RTB TO turbobur vidhilyuvach R turbobur z reduktorom Div takozhElektrobur Vibijni burovi dviguniLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu Tt 1 2 2004 2006 rr 560 800 s Bileckij V S Osnovi naftogazovoyi spravi V S Bileckij V M Orlovskij V I Dmitrenko A M Pohilko Poltava PoltNTU Kiyiv FOP Halikov R H 2017 312 s Kockulich Ya S Kochkodan Ya M Burinnya naftovih i gazovih sverdlovin Kolomiya 1999 S 82 106 Simonyanc S L Tehnologiya bureniya skvazhin gidravlicheskimi zabojnymi dvigatelyami 2007 160 s Mislyuk M A Ribchich I J Yaremijchuk R S Burinnya sverdlovin Dovidnik K Interpres LTD 2002 T 1 S 230 264 Orlovskij V M Bileckij V S Vitrik V G Sirenko V I Burove i tehnologichne obladnannya Harkiv Harkivskij nacionalnij universitet miskogo gospodarstva imeni O M Beketova NTU HPI TOV NTP Burova tehnika Lviv Vidavnictvo Novij Svit 2000 2021 358 s PosilannyaTurbobur Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 197 ISBN 978 966 7407 83 4 Ce nezavershena stattya z girnictva Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi