Турбобур
ТУРБОБУР (а. turbodrill; н. Turbinenbohrer; ф. turbo-foreuse, turbo-trepan, turbine а forage; и. perforadora rotatoria, turboperforador, turboperforadora) — забойный гидравлический двигатель, вал которого вращает гидравлическая турбина, получающая энергию от потока нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Используется для бурения глубоких скважин главным образом на нефть и газ.
На первом этапе (1924-34) применялся турбобур, изобретённый в CCCP в 1922 (см. Бурение). В этом турбобуре высокооборотная одноступенчатая турбина передавала вращение долоту через планетарный, заполненный маслом редуктор. С 1938 в промышленности используется безредукторный турбобур мощностью 100 кВт и более на базе с многоступенчатой турбиной, вал которой непосредственно вращает долото (изобретён П. П. Шумиловым, Р. А. Иоаннесяном, Э. И. Тагиевым, М. Т. Гусманом). Принципиальное отличие многоступенчатого турбобура состоит в том, что это забойная машина открытого типа, вал которой вращается в радиальных и осевых резинометаллических подшипниках, смазываемых и охлаждаемых циркулирующей промывочной жидкостью. Общий перепад давлений дифференцируется по ступеням турбины турбобура, а момент на валу определяется суммой моментов, развиваемых каждой ступенью. Турбины 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. С 1950 для снижения числа оборотов, увеличения вращающего момента на валу и эффективности шарошечных долот применяют многосекционные турбобуры, в которых последовательно соединяются 3, а иногда до 6 турбин турбобура (рис. 1).
В этих турбобурах шаровая осевая опора вынесена в присоединяемый к нижней секции турбобура специальный шпиндель, в котором имеются также радиальные опоры и сальник, позволяющий использовать гидромониторные долота. С 1970 для снижения частоты вращения вала турбины в турбобуре применяют ступени гидродинамического торможения. С начала 70-х гг. используется турбобур с независимой подвеской секции и с демпфирующими устройствами, которые обладают увеличенным сроком межремонтной работы и снижают вибрацию бурильной колонны. Для работы с гидромониторными долотами без дополнительного нагружения буровых насосов применяют турбобур с разделённым потоком на нижние секции (рис. 2), который отличается тем, что перепад давлений в его нижней секции равен перепаду давлений в штуцерах гидромониторного долота.
При этом нижняя секция турбобура работает на части потока, подаваемого в скважину. Для разведочного бурения с отбором керна используются специальный турбобур с полым валом, в котором размещается съёмный или несъёмный керноприёмник.
