2.7.2. Турбобуры

При турбинном бурении долото приводится во вращение забойным двигателем — турбобуром, преобразующим гидрав­лическую мощность потока промывочной жидкости, поступа­ющей из бурильной колонны, в механическую работу враща­ющегося вала турбобура и долота.

Турбобур — многоступенчатая турбина (число ступеней от 25 до 350). Каждая ступень турбины состоит из статора, жестко соединенного с корпусом турбобура, и ротора, укрепленного на валу турбобура. В статоре и роторе поток жидкости меняет направление движения и, перетекая из ступени в ступень, отда­ет часть гидравлической мощности каждой ступени. В результа­те мощность, создаваемая всеми ступенями, суммируется на валу турбобура и подводится к долоту. Расчеты показали, что для эффективной работы турбобура необходимо иметь около 100 турбин, т. е. 100 роторов и 100 статоров. С увеличением числа турбин не только повышаются мощность и вращающий момент, но и снижается частота вращения вала турбобура [9].

Проследим путь движения промывочной жидкости. Из бу­рильной колонны промывочная жидкость через переводник попадает в корпус турбобура, проходит через отверстия в неподвижном подпятнике и поступает в первый статор, а затем в первый ротор турбины, во второй статор и во второй ротор турбины. Так, последовательно переходя из турбины в турбину и через отверстия в двух средних опорах, жидкость попадает внутрь вала турбобура и движется к долоту. Попав на забой скважины через отверстия в долоте, жидкость зах­ватывает обломки выбуренной породы и по затрубному про­странству (по пространству между бурильной колонной и стенкой скважины) устремляется вверх к устью скважины.

На базе односекционных турбобуров созданы двух-, трех,-и четырехсекционные турбобуры, имеющие соответственно до 230, 270 и 280 турбин.

Для бурения скважин турбинным способом с отбором кер­на разработаны колонковые турбобуры (турбодолота), пре­дусматривающие применение съемной грунтоноски. Колонковый турбобур представляет собой турбобур с полым валом, на конец которого навинчивается бурильная головка. В верх­ней части головки грунтоноски имеется бурт для захвата ее ловителем, спускаемым в бурильную колонну при помощи лебедки. В остальном конструкция колонковых турбобуров аналогична конструкции обычных турбобуров. В России вы­пускаются турбобуры с наружным диаметром от 102 до 235 мм, что позволяет применять их при бурении скважин доло­тами различных диаметров.