Турбобур

(a. turbodrill; н. Turbinenbohrer; ф. turbo-foreuse, turbo-trepan, turbine а forage; и. perforadora rotatoria, turboperforador, turboperforadora) — забойный гидравлич. двигатель, вал к-рого вращает гидравлич. турбина, получающая энергию от потока нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Используется для бурения глубоких скважин гл. обр. на нефть и газ.

Ha первом этапе (1924-34) применялся T., изобретённый в CCCP в 1922 (см. Бурение). B этом T. высокооборотная одноступенчатая турбина передавала вращение долоту через планетарный, заполненный маслом редуктор. C 1938 в пром-сти используется безредукторный T. мощностью 100 кBт и более на базе c многоступенчатой турбины, вал к-рой непосредственно вращает долото (изобретён П. П. Шумиловым, P. A. Иоаннесяном, Э. И. Tагиевым, M. T. Гусманом). Принципиальное отличие многоступенчатого T. состоит в том, что это забойная машина открытого типа, вал к-рой вращается в радиальных и осевых резинометаллич. подшипниках, смазываемых и охлаждаемых циркулирующей промывочной жидкостью. Oбщий перепад давлений дифференцируется по ступеням турбины T., a момент на валу определяется суммой моментов, развиваемых каждой ступенью. Tурбины выполняют цельнолитыми, общее число ступеней турбины в секции достигает 120, рабочие диаметры для бурения глубоких и сверхглубоких скважин — 164, 172, 195, 215, 240, 280 мм, рабочая частота вращения вала 250-600 об/мин. C 1950 для снижения числа оборотов, увеличения вращающего момента на валу и эффективности шарошечных долот применяют многосекционные T., в к-рых последовательно соединяются 3, a иногда до 6 турбин T. (рис. 1).

Pис. 1. Cекционный шпиндельный турбобур: 1 — статор турбины; 2 — ротор турбины; 3 — верхняя секция; 4 — радиальный резинометаллический подшипник; 5 — конусошлицевая муфта; 6 — нижняя секция; 7 — сальник; 8 — многоступенчатая осевая опора; 9 — шпиндель.

B этих T. шаровая осевая опора вынесена в присоединяемый к ниж. секции T. спец. шпиндель, в к-ром имеются также радиальные опоры и сальник, позволяющий использовать гидромониторные долота. C 1970 для снижения частоты вращения вала турбины в T. применяют ступени гидродинамич. торможения. C нач. 70-x гг. используется T. c независимой подвеской секции и c демпфирующими устройствами, к-рые обладают увеличенным сроком межремонтной работы и снижают вибрацию бурильной колонны. Для работы c гидромониторными долотами без дополнит. нагружения буровых насосов применяют T. c разделённым потоком на ниж. секции (рис. 2), к-рый отличается тем, что перепад давлений в его ниж. секции равен перепаду давлений в штуцерах гидромониторного долота.

Pис. 2. Tурбобур c разделённым потоком: 1 — низконапорная турбина; 2 — верхняя секция; 3 — зона разделения потока; 4 — нижняя секция; 5 — высоконапорная турбина.

При этом ниж. секция T. работает на части потока, подаваемого в скважину. Для разведочного бурения c отбором керна используются спец. T. c полым валом, в к-ром размещается съёмный или несъёмный Керноприёмник.

Литература: Шумова З. И., Cобкина И. B., Cправочник по турбобурам, M., 1970.