Модульные турбинно-винтовые двигатели ТНВ

Модульные турбинно-винтовые низкооборотные двигатели (ТНВ) - новая концепция забойного привода породоразрушающего инструмента. Известные турбинные двигатели (турбобуры) характеризуются нерациональным, с точки зрения эффективности работы долот, соотношением М/n (момента и частоты вращения).

Винтовые объемные двигатели обладают необходимым соотношением М/n. Однако эти двигатели очень чувствительны к величине натяга в винтовой паре, что определяет их сравнительно малый ресурс безотказной работы (менее 100 ч).

Модульные турбинно-винтовые двигатели органично сочетают надежность, свойственную турбобурам, и высокий уровень соотношения М/n при большой жесткости линии моментов, свойственные объемным двигателям.

При прочих равных условиях двигатели ТНВ имеют в 3-4 раза большую наработку на отказ, чем винтовые объемные двигатели. При работе на малоабразивной жидкости двигатели ТНВ способны безотказно работать порядка 400-550 часов. Двигатели ТНВ выполняются с наружным диаметральным размером 172, 195 и 240 мм.

Рисунок 30. Конструктивная схема турбинно-винтового низкооборотного двигателя ТНВ.

Конструктивная схема турбинно - винтового низкооборотного двигателя ТНВ приведена на рис. 30. С помощью этих двигателей производится проходка сплошным забоем прямолинейных и искривленных участков скважин. Кроме того, ими можно осуществлять привод керноотборных устройств при колонковом бурении. Применение двигателей ТНВ рекомендуется при температуре промывочной жидкости до 120С°, плотности до 1700 кг/м3 и содержании углеводородных соединений до 5%.

Конструктивно двигатели ТНВ (см. рис. 30) выполнены на базе трех узлов: шпинделя, турбинной секции и винтового модуля. Конструкцией предусмотрены различные варианты агрегатирования указанных узлов. Их монтаж может производиться как в условиях цеха, так и на буровой.

В зависимости от ситуации могут быть собраны следующие компоновки:

- шпиндель + винтовой модуль;

- шлиндель + турбинная секция;

- шпиндель + турбинная секция + винтовой модуль.

Используемые в турбинной секции рабочие органы с запатентованной конструкцией проточной части, обеспечивают работу винтового модуля с минимальной моментной нагрузкой. Учитывая, что винтовые рабочие органы являются наиболее уязвимым элементом двигателя, снижение моментной нагрузки является исключительно важным фактором в обеспечении высокой надежности двигателя.