Характер разрушения основных деталей турбобуров

Наиболее характерными видами износа деталей турбобура являются: 1) истирание дисков пяты, уменьшение их рабочей высоты, приводящее к увеличению осевого люфта турбобура; 2) истирание колец пяты и втулок опор, уменьшение их наружного диаметра, приводящее к увеличению радиального люфта турбобура; 3) уменьшение рабочей высоты лопаток турбины в результате торцового касания роторов о статор во время работы вследствие чрезмерно увеличенного осевого люфта турбобура; 4) уменьшение толщины обода лопаток или поломка лопаток в результате радиального касания роторов о статоры во время работы вследствие чрезмерно увеличенного радиального люфта турбобура; 5) набухание резины деталей опор в результате наличия в рабочей жидкости нефти или газа, а также при высоких забойных температурах скважины; 6) заострение профиля резьбы соединений в результате длительной работы.

Как и во всяком подшипнике скольжения, в резиноподшипнике коэффи­циент трения является решающим фактором. С ростом коэффициента трения увеличиваются потерн на вредные сопротивления в турбобуре, т. е. теряется часть мощности, развиваемой турбиной. С ростом потерь на трение увеличивается теплообразование, поэтому требуется устройство специальных каналов для охлаждения резпноподшпиников глинистым раствором, так как резина является малотеплопроводным материалом. Рост коэффициента трения обусловливает также повышенную работу трения, а это в свою очередь определяет повышенный износ трущихся деталей. На рис.10 показаны изношенные диски пяты и изношенные подпятники.

Рис.10. Изношенные диски пяты и подпятники.

В паре резина — металл стойкость резины значительно превосходит стой­кость металла.

Износостойкость металла, трущегося на поверхности, покрытой резиной, в среде глинистого раствора значительно больше, чем износостойкость металла, трущегося по металлу, но уступает износостойкости поверхности, облицован­ной резиной.

Успешное применение резиноподшипннков для работы с коллоидным глинистым раствором, содержащим твердые абразивные примеси в виде песка и шлама разбуренной породы, которые попадают между трущимися поверх­ностями пары трения, объясняется следующим. При трении металлических поверхностен давление абразивных частиц на металл определяется величиной, значительно превосходящей удельное давление между трущимися поверхно­стями. Когда одна металлическая поверхность вращается по другой, твердые абразивные частицы, находящиеся между ними, задирают обе поверхности и изнашивают их, причем износ будет тем интенсивнее, чем выше окружная ско­рость и удельное давление. Из опыта эксплуатации турбобуров установлено, что при изношенной пяте и торцовом трении дисков ротора с твердостью Нг> = = 170 - 200 по дискам статора в течение 10—12 час. Получается износ в осе­вом направлении, достигающий нескольких миллиметров.

Совершенно иначе изнашиваются детали, если одна из поверхностей пары трения эластичная. Если в паре трения имеется одна поверхность, облицован­ная резиной, то твердые примеси или песчинки, находящиеся в коллоидном глинистом растворе, могут глубоко внедряться в эластичную резиновую поверх­ность, но вызывая на ней остаточных деформаций. В этом случае сила нажатия вдавленной в резиновую обкладку песчинки на соприкасающуюся с иен ме­таллическую поверхность второго элемента пары трения будет определяться только упругостью резиновой обкладки независимо от величины удельного давления между металлической и резиновой поверхностями. Следовательно, износ металлической поверхности, трущейся по облицованной резиновой по­верхности, твердыми примесями, находящимися в глинистом растворе, будет проходить независимо от удельного давления между этими поверхностями с интенсивностью, во много раз меньшей, чем в случае проникновения твердых примесей между двумя твердыми металлическими поверхностями.

В результате этих особенностей работа эластичных резиноподшипников принципиально отличается от работы подшипников, выполненных из твердых элементов пар трения скольжения или трения качения, что позволяет им ус­пешно работать в условиях загрязненных коллоидных глинистых растворов.

Из резиноподшипннков двух типов — осевых и радиальных — наиболее нагруженным в турбобуре является осевой подшипник или пята.

Время, за которое износ деталей достигает величины, определяющей выход из строя составляемых ими узлов турбобура или стойкость последних, различно и зависит от многих причин. Основными из них можно считать следующие.

1. Условия работы турбобура — режим бурения, качество и чистота очистки, применяемой для бурения промывочной жидкости, глубина бурения скважины.

2. Своевременность смены изношенных деталей опор.

3. Качество ремонта турбобура.

4. Конструктивные особенности турбобура.

5. Качество изготовления и качество материалов деталей турбобуров.

6. Соблюдение правил эксплуатации турбобуров.

Ниже рассматривается влияние различных причин на стойкость основных узлов турбобуров — пяты и турбины.

При этом за стойкость пяты принимается стойкость подпятника, как детали наиболее редко используемой повторно.

Список литературы.

1.Баграмов Р.А., Буровые машины и комплексы. М.: Недра, 1988.

2. Буяновский Н.И., Лесецкий В.А., Буровые машины и механизмы М.: Недра, 1968.

3. А.Л. Ильский, А.П. Шмидт.Буровые машины и механизмы М.: Недра, 1989.

4. Е.А. Палашкин. Справочник механика по глубокому бурению М.: Недра, 1974.