Turbo vrtalniki. Namen, vrste, oblikovne značilnosti. Značilnosti načina turbinskega vrtanja

Hidravlični vrtinski motorji tipa turbodrill so glavni element vrtalnih naprav. Lastnosti turbo vrtalnika vplivajo na številne dejavnike, ki določajo funkcionalno zmogljivost celotne rudarske strukture. To je posledica dejstva, da je bit pritrjen na gred turbine.

Turbo vrtalna naprava: opis

Ta hidravlični vrtinski motor je precej zapletena in kompaktna zasnova, ki zagotavlja delovanje proizvodnih naprav, in sicer delovanje bita.

Turbo vrtalnik lahko razdelimo na naslednje elemente:

turbinska gred;
aksialna in radialna podpora;
statorji.

Obstajata dve skupini delov: vrtljivi in nerotacijski.

Nerotacijska skupina vključuje:

Prevajalec. Z njegovo pomočjo je vrtalni niz povezan s turbodilom.
Cilindrično telo. Je osnova celotnega kompleksa.
Obroči za pete. Funkcionalni element.
Statorski disk. Skozi njegova okna vstopa vrtalna tekočina.
Srednja podpora. Zagotavlja podporo posameznim elementom.
Bradavica. Zagotavlja pritrditev delov znotraj ohišja.

Rotirajoča skupina vključuje:

diski rotorja;
pete.

Delovanje vrtalne opreme temelji na enakih hidravličnih stopnjah, katerih elementi so:

vodilni element je stacionarni stator;
Delovno kolo– premični rotor.

Kolesa statorja so trdno pritrjena v ohišju, kolesa rotorja pa so pritrjena neposredno na gred turbine. V veliki večini situacij se na spodnji konec turbo vrtalnika privije nastavek, zgornji konec pa se z navojem poveže z vrtalnimi cevmi.

IN idealno, mora zasnova turbodrivalnika:

zagotoviti zadosten navor;
stabilno delo pri nizki frekvenci vrtenja;
imajo konstantno energijsko karakteristiko;
biti neodvisen od lastnosti vrtalne tekočine.

Kljub posebne zahteve, trenutno ni modela motorja, ki bi jih v celoti zadovoljil.

Pri izbiri morate upoštevati posebne pogoje, pod katerimi se bo izvajalo vrtanje - to vam bo omogočilo izbiro najboljša možnost med vsemi razpoložljivimi modeli

Razlikujejo se tako po naklonu lopatic kot po kroženju splakovalne tekočine in številnih drugih funkcionalnih značilnostih. Upoštevati morate tudi značilnosti izbranega bitja.

Načelo delovanja turbo vrtalnika: glavne točke

Delovanje turbo vrtalnika temelji na tlaku pretoka tekočine. Zahvaljujoč njej je to mogoče učinkovito vrtanje. Pod vplivom tlaka postopoma prehaja skozi vse stopnje turbo vrtalnika in s tem ustvarja delovni reaktivni navor. Na tem temelji načelo delovanja.

Skozi vrtalno kolono sam tok vstopi v prvo stopnjo turbo vrtalnika. Smer te tekočine določa stator. Tu se oblikuje zasuk in doseže določena hitrost. Mehanska energija se pretvori iz kinetične energije v rotorju in se uporablja za neposredno vrtenje gredi.

Zgornji deli so sestavni deli stopenj motorja. Sistem, ki vključuje statorje, potisne ležaje in vmesne nosilce, je pritrjen z nastavkom s povečano aksialno silo. Zaradi tega se na koncih elementov ustvari sila trenja, ki ohranja dele pri miru. Hlajenje potisnih ležajev zagotavlja stalno tekoča tekočina, ki prehaja skozi zgornji del turbo vrtalnika, in sicer skozi okna diska potisnih ležajev.

Tekočina za izpiranje vstopi neposredno v hidravlični motor in šele nato v spodnjo votlino gredi.

Nipel je radialna podpora za motor. Zaradi tega je notranji del popolnoma prekrit z gumo.

Vrtanje s turbo vrtalnikom: osnovne informacije

Turbo vrtalniki se uporabljajo za vrtanje vrtin. Ta postopek vključuje več procesov:

spuščanje turbo vrtalnika;
spuščanje nastavka;
zagotavljanje kroženja tekočine za izpiranje;
nastavitev obremenitve dna vrtine.

S spreminjanjem obremenitve dna vrtine in stalnim vzdrževanjem dovoljenega tlaka v obtočnem sistemu cevovoda se v turbodilerju vzdržuje stabilen diferencial. Prilagodi se nastavljeni hitrosti. To je tisto, kar določa moč, ki jo razvije turbo vrtalnik.

Zasnova turbo vrtalnika pomaga zagotoviti zadostno variabilnost glede hitrosti vrtenja. Sama zasnova vsebuje turbo sveder z nastavkom, ki je nameščen na nizu vrtalne cevi, opremljen pa je tudi z:

naprava za spuščanje in dviganje;
naprava za zagotavljanje kroženja tekočine;
oprema, ki beleži njegov tlak;
avtomatsko podajanje vrtalnih orodij.

Zadnja dva sta med seboj programsko povezana, tako da se pri določenem pretoku izpiralne tekočine vzdržuje najvišji možni tlak.

Vrtalni sistem se nahaja nad lokacijo bodoče vrtine. Na podlagi geoloških raziskav in napovedi glede lastnosti tal se izbere določena vrsta svedra. Če je tla sestavljena iz več plasti, se vodnjak ustvari z uporabo več vrst bitov.

Odvisno od globine luknje se lahko postopek prekine za namestitev posebnih cevi - preprečujejo, da bi se zemlja zrušila s sten vodnjaka.

Turbo vrtalnik se lahko uporablja na različne načine podnebne razmere, in je univerzalni motor, ki zagotavlja zanesljivo delovanje in visoko učinkovitost.

Slednje je mogoče z odgovornim pristopom k procesu optimizacije načinov rudarjenja.

Načelo delovanja turbine je veliko bolj produktivno od rotacijskega, kazalniki navora pa niso odvisni od globine dna vrtine, lastnosti kamnin ali načinov vrtanja.

Med vrtanjem mora krmilna enota (človeška ali avtomatska), potem ko doseže dno, obremenjevati sveder, dokler tlak na izstopu iz črpalke enakomerno ne narašča.

Turbo vrtalnik v akciji

Pri turbinskem vrtanju je največji navor posledica le upora kamnine na vrtenje svedra (cevi in mehanizmi med svedrom in turbo vrtalnikom, če je nameščen). Največji navor v ceveh, določen z izračunom turbine (vrednost njenega zavornega navora), ni odvisen od globine vrtine, hitrosti vrtenja bita, osne obremenitve bita in mehanske lastnosti prehodne skale.

Praksa uporabe turbodirjev kaže, da je vzdržljivost cevi pri tem načinu vrtanja približno 10-krat večja od trajnosti cevi pri rotacijskem vrtanju. Pri turbinskem vrtanju je koeficient prenosa moči od vira energije do svedra veliko višji kot pri rotacijskem vrtanju.

Sodoben turbo vrtalni stroj mora zagotavljati naslednje lastnosti in funkcije:

1. Zadosten vrtilni moment pri specifični stroški tekočina ne več kot 0,07 l/s na 1 cm² površine obraza.
2. Stabilno delovanje pri hitrostih vrtenja manj kot 7 s

za valjčne rezkarje in 7 - 10 s

za diamantne nastavke.

3. Največja možna učinkovitost.
4. zagotavljanje padca tlaka na svedru najmanj 7 MPa.
5. MTBF najmanj 300 ur.
6. Vzdržljivost najmanj 2000 ur.
7. Konstantnost energijskih karakteristik vsaj do MTBF.
8. Neodvisnost energijskih karakteristik od tlaka in temperature okolja.
9. Možnost spreminjanja reoloških lastnosti vrtalne tekočine med postopkom dletenja.
10. Možnost vnosa različnih polnil in aditivov v vrtalno tekočino.
11. Možnost izpiranja vrtine brez vrtenja svedra.
12. Sposobnost merjenja trajektorije vrtine na kateri koli točki vse do svedra brez dvigovanja vrtalne verige.
13. Po potrebi zaklenite izhodno gred z ohišjem in jo sprostite iz zaklepanja.
14. Dušenje tresljajev vrtalnih orodij
15. Prihranki pri stroških na 1 m vrtanja vrtine v primerjavi z alternativne načine in sredstva za vrtanje.

Vse te zahteve je zelo težko uresničiti v enem dizajnu. Hkrati je priporočljivo imeti čim manj tipov turbo vrtalnikov enakega premera.

V zgodnjih 50-ih letih so zaradi naraščajočih globin vodnjakov začeli težiti k povečanju števila turbinskih stopenj, da bi zmanjšali hitrost vrtenja nastavkov. Pojavili so se sekcijski turbo vrtalniki, sestavljeni iz dveh ali treh delov, sestavljenih neposredno na mestu vrtanja. Sekcije so bile med seboj privijačene s stožčastimi navoji, njihove gredi pa so bile povezane najprej s stožčastimi, nato pa s stožčastimi spojkami. Aksialni nosilec sekcijskega turbo vrtalnika je bil nameščen v spodnjem delu.

Kasneje, da bi poenostavili delovanje turbodirjev, je bila aksialna podpora premaknjena v ločen del - vreteno. Ta izboljšava je omogočila zamenjavo na vrtalni ploščadi najhitreje obrabljivega sestavnega dela turbo vrtalnika - njegovega nosilca.

Gumijasto-kovinska peta, ki se dobro obnese pri uporabi vode ali vrtalnih (glinenih) tekočin z relativno nizko vsebnostjo trdnih delcev kot vrtalne tekočine, pa tudi pri nizkih vrednostih padca tlaka na svedru, v primeru uporabe težkih ali močno onesnažene vrtalne tekočine, bistveno popačilo izhodne karakteristike turbo vrtalnika, kar je zmanjšalo učinkovitost metode vrtanja, zato so se konec 50. let začele intenzivne raziskave razvoja kotalnega nosilca turbo vrtalnika.

Nadaljnje izboljšave zasnov turbodirjev so povezane s pojavom novih visokozmogljivih valjčnih nastavkov z zatesnjenimi ležaji, napolnjenimi z oljem. Ti nastavki za učinkovito delovanje zahtevajo hitrost vrtenja približno 2,5–5 s.

Kar je privedlo do oblikovanja številnih novih smeri v oblikovanju turbodirjev:

s hidrodinamičnim zavornim sistemom;

večsekcijski;

z visokoobtočno turbino in regulacijskim ventilom za pretok vrtalne tekočine;

s sistemom za dušenje tresljajev;

z deljenim tokom tekočine in votlo gredjo;

s sistemom plavajočega statorja;

s pritrditvijo hidromehanske zavore;

s pritrditvijo zobnika.

Pojavili so se tudi hidravlični vrtinski motorji s pozitivnim premikom - vijačni.

1. Turbo vrtalniki. Namen, vrste, oblikovne značilnosti.

Sodoben turbo vrtalni stroj mora zagotavljati naslednje lastnosti in funkcije:

1. Zadosten navor pri specifičnih pretokih tekočine, ki ne presegajo 0,07 l/s na 1 cm² površine obraza.

2. Stabilno delovanje pri hitrostih vrtenja manj kot 7 s

za valjčne rezkarje in 7 – 10 s za diamantne nastavke.

3. Največja možna učinkovitost.

4. zagotavljanje padca tlaka na svedru najmanj 7 MPa.

5. MTBF najmanj 300 ur.

6. Vzdržljivost najmanj 2000 ur.

7. Konstantnost energijskih karakteristik vsaj do MTBF.

8. Neodvisnost energijskih karakteristik od tlaka in temperature okolja.

9. Možnost spreminjanja reoloških lastnosti vrtalne tekočine med postopkom dletenja.

10. Možnost vnosa različnih polnil in aditivov v vrtalno tekočino.

11. Možnost izpiranja vrtine brez vrtenja svedra.

12. Sposobnost merjenja trajektorije vrtine na kateri koli točki vse do svedra brez dvigovanja vrtalne verige.

13. Po potrebi zaklenite izhodno gred z ohišjem in jo sprostite iz zaklepanja.

14. Dušenje tresljajev vrtalnih orodij

15. Prihranek stroškov na 1 m vrtine vrtine v primerjavi z alternativnimi metodami in sredstvi vrtanja.

Vse te zahteve je zelo težko uresničiti v enem dizajnu. Hkrati je priporočljivo imeti čim manj tipov turbo vrtalnikov enakega premera.

, kar je privedlo do oblikovanja številnih novih smeri v oblikovanju turbodirjev:

· s hidrodinamičnim zavornim sistemom;

· večsektorski;

· z visokoobtočno turbino in ventilom za regulacijo pretoka vrtalne tekočine;

· s sistemom za dušenje tresljajev;

· z deljenim tokom tekočine in votlo gredjo;

· s sistemom lebdečega statorja;

· z zavornim priključkom hidromehanskega tipa;

· z nastavkom za zobnike.

Pojavili so se tudi hidravlični vrtinski motorji s prisilnim pretokom - vijačni motorji.

Sekcijski enotni vretenski turbo vrtalniki

Sekcijski enotni vretenski turbodilerji tipa 3TSSh! Zasnovan za vrtanje vrtin z valjčnim stožcem in diamantnimi svedri. Sestavljeni so iz treh turbinskih in enega vretenskega dela. V vretenu je vgrajena nepretočna gumijasto-kovinska aksialna opora, ki služi tudi kot tesnilo za gred turbo vrtalnika.

Vsaka turbinska sekcija vsebuje približno 100 turbinskih stopenj, štiri radialne nosilce in tri stopnje varnostne osi. Slednje se uporablja za odpravo nevarnosti stika med turbinskimi rotorji in statorji zaradi obrabe ležaja vretena med delovanjem.

Turbo vrtalniki z velikim navorom in hidravličnim zavornim sistemom

Turbo vrtalniki z visokim navorom tipa AGTSh s hidrodinamičnim zavornim sistemom so zasnovani za vrtanje globoki vodnjaki valjčna svedra, lahko pa tudi za diamantno vrtanje.

Sestavljen je iz treh delov in vretena. Dva turbinska dela vsebujeta večstopenjsko visokoobtočno turbino. V tretji so vgrajene stopnje hidrodinamičnega zaviranja (HT). Stopnje GT so sestavljene iz statorja in rotorja, katerih lopatice v zavornem načinu tečejo okoli njih brez udarcev. Ko se tak rotor vrti, nastane navor, ki je nasproten navoru, ki ga razvije turbina turbo vrtalnika. Vrednost zavornega momenta je sorazmerna s hitrostjo vrtenja gredi.

Kot tesnilo gredi je vgrajen potisni radialni kroglični ležaj serije 128.000.

Večdelni turbo vrtalniki

Da bi zmanjšali hitrost vrtenja bita in povečali navor na gredi turbodilerja, se uporabljajo večdelni (več kot trije odseki) turbinski sklopi. Serijski turbo vrtalni stroji, sestavljeni iz petih do šestih turbinskih delov, omogočajo učinkovito vrtanje visoko zmogljivih svedrov z zmanjšano porabo vrtalne tekočine, prav tako pa tehnologom nudijo bistveno večje možnosti za izbiro optimalnih parametrov vrtalnega načina.

Po zasnovi se večdelčni turbo vrtalnik ne razlikuje od serijskega. Vendar pa povečanje števila turbinskih delov postavlja višje zahteve glede zanesljivosti vretena turbo vrtalnika: mora biti zanesljivejše in trajnejše od vreten serijskih turbo vrtalnikov. Te zahteve izpolnjujejo vretena z labirintnim krožnim tesnilom tipa ShFD. Njihova obstojnost je 2000-4000 ur.

Oblikovanje energijskih značilnosti večdelnega turbodilerja se lahko izvede na več načinov: z uporabo različni tipi turbine, njihova kombinacija s stopničastimi plinskimi turbinami ter regulacija pretoka vrtalne tekočine skozi turbino.

Turbo vrtalnik z neodvisnim vzmetenjem

Povečanje števila odsekov turbodilov omogoča ustvarjanje optimalne energetske karakteristike za vrtanje z valjčnimi svedri z zatesnjenimi nosilci, napolnjenimi z oljem, in diamantnimi orodji za rezanje kamnin. Ta pot se zdi najpreprostejša in najbolj zanesljiva, vendar zahteva bolj kvalificiran pristop k montaži in nastavitvi turbinskih delov. Za poenostavitev teh operacij in zamenljivost odsekov je bila razvita konstrukcija turbo vrtalnika z neodvisnim vzmetenjem.

Vsak turbinski del z neodvisnim vzmetenjem ima svoj potisni kroglični ležaj. Telesa profilov so med seboj povezana s koničnimi navoji, gredi pa so povezane s kvadratnimi polovicami sklopk in se lahko prosto gibljejo v aksialni smeri. Zaradi te razporeditve odsekov obraba potisnega ležaja vretena ne vpliva na aksialno zračnost med statorjem in rotorjem turbine. Slednja je določena le z obrabo ležajev, nameščenih v turbinskih delih. Ker aksialna obremenitev teh odsekov deluje samo enostransko in praktično nima dinamične komponente, je to obrabo enostavno predvideti. Med montažo je rotor turbine nameščen v najvišjem položaju glede na stator, kar omogoča povečanje časa delovanja potisnega ležaja odseka. Glede na terenska testiranja je razpon med odpovedmi turbinskega dela 120-350 ur.

Potisni ležaj vretena deluje v težkih pogojih. Reakcija dna vodnjaka, ki deluje nanj, je spremenljiva po velikosti in pogostosti motnje. Dinamične sile vodijo do intenzivne obrabe tega ležaja. Vendar pa je dovoljena aksialna zračnost v nosilcu lahko približno 16-20 mm, tako da je čas med okvarami lahko povsem primerljiv in celo višji kot pri običajnem vretenu, vendar le v primerih, ko obrabe nosilca ne spremlja cepitev njegovih posameznih elementov (držalo, krogla).

Turbo vrtalnik z neodvisnim vzmetenjem je mogoče sestaviti s katero koli vrsto turbine. V vsakem razdelku lahko namestite 80-90 korakov.

Turbo vrtalnik s plavajočim statorjem

Turbo vrtalniki s plavajočim statorjem imajo enake prednosti kot turbo vrtalniki z neodvisnim vzmetenjem delov, vendar ima aksialna podpora vretena povečano hidravlično obremenitev.

Njihova zasnova se bistveno razlikuje od znanih. Vsak stator takega turbodrila ima svobodo gibanja v aksialni smeri in je s pomočjo ključa, ki se prilega posebnemu utoru v ohišju, blokiran pred vrtenjem pod vplivom lastnega reaktivnega navora. Vsak rotor predstavlja tudi peto za pripadajoči stator, ki nima pritrjenih distančnih obročev.

Glede na zasnovo so turbo vrtalniki razdeljeni na enodelne, večdelne, visokonavorne, zobniške, vretenske in skrajšane.

Enodelčni turbo vrtalniki T12MZ (slika XIII.5) so izdelani s premeri 240, 212, 195 in 172 mm s številom stopenj 100-120, sestavljenimi v enem ohišju. Opremljene so z gumijasto-kovinsko peto, ki se nahaja v zgornjem delu. Gumijasti potisni ležaji so izdelani bodisi privarjeni na kovinske diske bodisi v obliki zamenljivih gumijastih vložkov.

Za usmerjeno ukrivljenost pri vrtanju nagnjenih vrtin se uporabljajo krajši enodelni turbo vrtalniki s številom stopenj 30-60.

Slika 5. Enosečni turbo vrtalnik.

1-gred; 2-puša nastavka; 3-ključ; 4-potisk; 5, 10, 11 - nastavitveni obroči, 6 - rotor; 7-stator; 8, 9-radialna podpora; 12, 13-disk in petni obroč; 14-potisk; 15-matica rotorja; 16-pokrovček; 17-protimatica; 18-kovček; 19-puša; 20, 22-sub; 21-nastavek.

Večdelni turbo vrtalniki tip TS (slika 6) je sestavljen iz dveh ali več zaporedno povezanih odsekov, od katerih je vsak sestavljen v ločenem ohišju skupaj s svojo gredjo in ima

100 ali več korakov. Pri vijačenju profilnih teles se profilne gredi povezujejo s stožčastimi spojkami. Sekcije so privijačene skupaj v navpičnem položaju na vrtalni napravi nad ustjem vrtine.

Sekcijski turbo vrtalnik ima eno skupno aksialno podporo, ki se nahaja v spodnjem delu. Zasnova gumijasto-kovinske pete je enaka kot pri enodelnih turbo svedrih. Strukturno se spodnji del razlikuje od enodelnega turbo vrtalnika po tem, da je telo v zgornjem delu opremljeno s podstavkom s stožčastim navojem, na zgornjem delu gredi pa je polovica sklopke. Položaj rotorjev glede na statorje se nastavi z obročem, nameščenim med turbino in aksialno nogo.

Statorji so pritrjeni v ohišje z nastavkom. Za turbo vrtalne stroje TS5B-9", ZTS5B-9", TS4A-5", TS4A-4" nastavek ima cilindrični navoj. Sekcijski turbodrilniki drugih vrst imajo konični priključni navoj. Za ustvarjanje potrebne napetosti za stiskanje statorjev se uporabljajo nastavitveni obroči.

V srednjem in zgornjem delu turbodilovnikov ni aksialnih pet. Položaj gredi z rotorji glede na ohišje s statorji je določen z nastavitvenim obročem, ki je nameščen med povezovalnim podom in diski statorja.

Statorji so pritrjeni v ohišjih zgornjega in srednjega dela z zategovanjem konične navojne povezave skozi nastavitvene obroče. Turbo vrtala TS4A-5" in TS4A-4" uporabljata cilindrične navoje.

riž. 7. Vretenski turbo vrtalnik.

1-gred; 2-telo;

3, 4-radialni nosilci;

5-potisk; 6-disk peta;

7, 8-matica in protimatica;

9-spodnja polovica sklopke; 10-sub.

Vretenski turbo vrtalnik(Sl. 7) je bil razvit z namenom zmanjšanja izgube vrtalne tekočine skozi spodnji ležaj - nastavek - pri vrtanju s hidravličnimi svedri, ki zahtevajo visok pritisk raztopine, ko le-ta izstopa iz gredi turbodilerja, za to pa ločen odsek je pritrjen na spodnji del turbodrila na navoj - vreteno z aksialno nogo in radialnimi ležaji, ki so zasnovani tako, da zmanjšajo puščanje raztopine skozi reže med gredjo in ležajem ohišja.

riž. 7.Vreteno turbo vrtalnik.

1-gred; 2-telo; 3, 4-radialni nosilci; 5-potisk; 6-disk peta; 7, 8-matica in protimatica; 9-spodnja polovica sklopke; 10-sub.

Vretenske turbo svedre izdelujemo s premeri 240, 195, 185, 172 in 164 mm. Vreteno je sestavljeno iz gredi, nameščene v ohišju na dveh radialnih ležajih. Za absorpcijo aksialnih obremenitev se uporablja gumijasto-kovinska peta, ki je sestavljena iz niza jeklenih diskov in gumijasto-kovinskih ležajev, ki se izmenjujejo med seboj. Telo vretena je povezano s spodnjim turbinskim delom preko sub, gred pa preko sklopke na enak način, kot so sekcije med seboj povezane.

Turbo vrtalniki z mejnimi turbinami tipa L(slika 8) se razlikujejo od predhodno opisanih po tem, da imajo njihove turbine spreminjajočo se karakteristiko pri konstantnem pretoku tekočine. Te turbine so zasnovane tako, da se padec tlaka na turbini zmanjša glede na obremenitev nastavka in posledični zavorni moment. Uporabljajo tako imenovane turbine z visokim obtokom, pri katerih se konstantna razlika vzdržuje z obvodnim ventilom, skozi katerega se del tekočine izpušča v obroč, mimo turbo vrtalnika. S tem dosežemo stabilno delovanje turbine pri spremenljivem pretoku tekočine.

Ti turbo vrtalniki se od prej opisanih razlikujejo tudi po tem, da uporabljajo kroglične ležaje namesto gumijasto-kovinskih nosilcev in ležajev. Peta tega turbo svedra se nahaja na dnu in je izdelana v obliki krogličnega ležaja z desetimi vrsticami. Ti ležaji delujejo v okolju vrtalnega blata, zato so nameščena zaščitna tesnila, ki ščitijo ležaj pred vdorom velikih abrazivnih delcev. Turbine so nameščene na vrhu z vmesnimi radialnimi krogličnimi ležaji, skozi katere teče vrtalna tekočina. Ležaji se uporabljajo brez kletke.

Pritrditev turbin, ohišij in priključkov gredi je podobna zgoraj opisanim. Seveda je zmogljivost krogličnih ležajev v okolju vrtalnega blata nizka, saj so podvrženi močni abrazivni obrabi.

Turbo svedri tipa A so izdelani s premeri 240, 195 in 164 mm naslednjih kod; А9К5Са, А7Н4С in А6КЗС s številom stopenj do 240. Stopnje so nameščene v spodnjem delu, ostale pa v zgornjem delu.

Za izboljšanje delovnih pogojev svedra in zagotavljanje povečanega navora, ko se obremenitev svedra med vrtanjem poveča, je mogoče uporabiti turbo vrtalne stroje tipa A7N z reducirnim ventilom, nameščenim neposredno nad turbo vrtalnim strojem ali na določeni razdalji od njega.

Slika 8.Turbo vrtalniki z limit turbinami tip L.

I, II - spodnji in zgornji odseki; 1-gred; 2-stop; 3-potisni radialni kroglični ležaj; 5-čelno tesnilo; 6, 7 puše; 8-rotor; 9-stator; 10-shaoic podpira; 11-matice; 12-pokrovček; 13-zaporne matice; 14-polovične spojke; 15-telo; 16, 17-sub.

Nastavek za obvod ventila(slika 9) ima protipovratni ventil, na katerega vzmet pritiska tulec. Ko se razlika tlaka pod in nad ventilom zmanjša, se tulec premakne navzdol in odpre stransko luknjo L, ki povezuje notranjo votlino cevi z obročem. Če ni razlike v tlaku, se rokav dvigne pod delovanjem spodnje vzmeti, zapre stransko luknjo in vsa vrtalna tekočina vstopi v turbodrilnik.

Ti priključki lahko delujejo s pogonskimi motorji črpalke za blato s spremenljivo hitrostjo. V tem primeru se z upočasnitvijo bitja zmanjša padec na turbini in s tem moč. Motorji črpalk samodejno povečajo hitrost vrtenja in pretok črpalk, kar povzroči povečanje navora, ki ga razvije turbo vrtalnik.

Slika 9. Pritrditev obvoda ventila.

1-telo;

3-bat;

4-vzmeti;

5-sub;

6-steblo;

Zaradi široke uvedbe turbinskega vrtanja je bilo treba ustvariti turbo vrtalnike, ki bodo lahko zadovoljili raznolikost pogojev gradnje vrtin in zagotovili nadaljnjo rast tehničnih in ekonomskih kazalnikov vrtanja. Zbrane pomembne izkušnje pri uporabi turbodirjev, preučevanju pogojev njihovega delovanja in popravila ter oblikovanju in raziskovalne naloge Skupaj s teoretičnim razvojem vprašanj izboljšanja zmogljivosti turbin je študija vpliva aksialnih zračnosti na učinkovitost turbin itd. Omogočila ustvarjanje običajnega obsega turbodrilnikov, ki najbolje ustrezajo povečanim zahtevam vrtalne prakse. .

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Turbo vrtalniki. Namen in razvrstitev

Uvod

večstopenjski turbo vrtalnik

Turbodrill je večstopenjska turbina. Hidravlična energija pretoka tekočine vrti gred, ki je povezana z gredjo vretena in nastavkom. Turbo vrtalniki se razlikujejo po premeru, številu sekcij, lokaciji in izvedbi nosilcev ter izvedbi turbinskega aparata.

Glede na zasnovo turbine:

1. nizke dolžine, visokotlačni, z največjo močjo, visoko hitrostjo vrtenja in znatnim navorom.

2. srednje dolge, imajo največji navor, povprečno hitrost vrtenja pri visokem pretoku tekočine.

3. velike dolžine, imajo največje razmerje med navorom in hitrostjo.

Večredni aksialni ležaji - 20...100 ur Gumijasto-kovinski ležaji - 50...150 ur se uporabljajo s premerom od 127 do 240 mm, s številom stopenj od 52 do 369, dolžine od 8,8 do 26 m, vsak odsek 6...10 m Šifra: A - turbina ima spremenljivo karakteristiko; Š - vretenski turbo vrtalnik. Hitrost vrtenja je nastavljiva od 30 do 250 vrt/min. Turbo vrtalni stroj - vrtina hidravlični motor, namenjen vrtanju vrtin v različnih geoloških pogojih, z večstopenjsko hidravlično turbino, ki jo poganja tok vrtalne tekočine.

Razvrstitev:

1. s kovinskimi polnimi turbinami;

2. s turbinami iz precizne litine (šifra TL);

3. s kompozitnimi turbinami iz kovinskih pest in plastičnih pretočnih delov (oznaka P);

4. z gumi-kovinskimi nosilci z vulkanizirano gumo;

5. z gumi-kovinskimi nosilci z mešanimi gumijastimi vložki (oznaka SR);

6. z kotalnimi ležaji (turbina A7Н1С, А7Н4С).

Razvrstitev:

1. Turbo vrtalnik tipa T12 - enodelni s številom turbinskih stopenj 100-120, premeri 240, 215, 195, 172.

T12M3 - za vrtanje navpičnih in nagnjenih vrtin do 2000 metrov.

T12RT9” - za vrtanje jaškov velikega premera po metodi RTB (reaktivno turbinsko vrtanje).

2. Turbo vrtalnik tipa T123K (kratek) - za vrtanje novih jaškov, vrtanje visoko ukrivljenih, večstranskih in horizontalnih vrtin. Število stopenj turbine je 30 in 60, premer 215 in 172 mm.

3. Sekcijske turbine tipa TS - sestavljene so iz dveh ali več odsekov. Število stopenj je 200 ali več, premer je 240, 215, 195, pri vrtanju globokih vrtin pa 172, 127, 104 mm.

TS4A-4” - med remontom (izvrtanje cementnih čepov).

4. Turbo svedri tipa KTD (core turbo bit) - za odvzem vzorcev kamnin pri vrtanju vrtin s premerom 238, 212, 196, 172, 164, 127 mm.

5. Vretenski turbo vrtalniki TSSH - vrtanje globokih vrtin. Izdelujejo se tako s klasično shemo splakovanja kot z diamantnimi in hidravličnimi nastavki premera 240, 195, 185, 172, 164 mm. Premera 185 in 164 - za vrtanje z diamantnimi svedri. Vretenski turbo vrtalnik je sestavljen iz vretena z 2 ali 3 deli. Turbo vrtalni stroji s turbinami za natančno litje (TL) iz vretena in 2, 3, 4 sekcij.

6. Turbo svedri tipa A7N - za vrtanje navpičnih in poševnih vrtin, premera 195 mm, dvodelni.

7. Vretena s krogličnim ležajem tipa 1ШШ, premera 240 in 195. Za delo s turbinskimi deli vretenskih turbodilov namesto gumijasto-kovinskih ležajev, pa tudi namesto spodnjega dela 2- in 3-delnih turbodilov.

Turbina je sestavljena iz veliko število korakov (do 370). Vsaka stopnja je sestavljena iz statorja z zunanjim in notranjim robom, med katerima so nameščene lopatice, in rotorja, katerega rob je opremljen z lopaticami. Lopatice statorja in rotorja se nahajajo pod kotom drug proti drugemu, zaradi česar tok tekočine, ki prihaja pod kotom od kanalov statorja do lopatic rotorja, spremeni svojo smer in pritiska nanje. Posledično nastanejo sile, ki težijo k obračanju rotorja, pritrjenega na gred, v eno smer in statorja, pritrjenega v ohišju, v drugo. Nato tok raztopine iz kanalov rotorja spet vstopi v lopatice statorja druge spodnje stopnje, na lopatice njegovega rotorja, kjer se smer toka raztopine ponovno spremeni. Navor se pojavi tudi na rotorju druge stopnje. Kot rezultat, raztopina pod vplivom tlačne energije, ki jo ustvari blatna črpalka, ki se nahaja na površini, prehaja skozi vse stopnje turbo vrtalnika. V večstopenjski turbini se raztopina premika vzdolž svoje osi. Aktivni navor, ki ga ustvari vsak rotor, se sešteje na gredi, reaktivni navor (enake velikosti in nasprotne smeri), ustvarjen na statorskih lopaticah, pa se sešteje na telesu turbo vrtalnika. Reaktivni navor se prenaša skozi telo turbo vrtalnika na z njim povezano vrtalno kolo, aktivni navor pa na sveder. Za ustvarjanje navora je razlika v tlaku, ki se aktivira v turbodilerju, od 3 do 7 MPa, včasih pa tudi več. To je velika pomanjkljivost turbo vrtalnika, ki absorbira pomemben del energije, ki jo ustvari črpalka, in jo porabi za vrtenje svedra, namesto za čiščenje in učinkovito uničevanje dna vrtine, kar praktično izključuje možnost uporabe curka. svedri.

1. Splošni pogled na gonilnik turbo vrtalnika

Slika 3.20. Turbo vrtalnik z vložkom menjalnika, napolnjenim z oljem: A - turbinski del (ali modul vijačnega motorja); B, D - podporno vozlišče; C - vložek menjalnika; E - dleto; 1 -- vhodna gred; 2 - planetno gonilo; 3 -- ohišje menjalnika; 4 -- izhodna gred; a - vrtalna tekočina; b - olje.

2. Načrt zobniškega turbo vrtalnika

Zasnova zobatega turbo vrtalnika temelji na agregatnem načinu povezovanja strojev. Zato je sestavljen iz treh glavnih elementov: turbinskih delov, menjalnika in vretena. Zahtevane konfiguracijske možnosti za zobate turbo vrtalnike se sestavijo neposredno na mestu vrtanja, odvisno od tehnoloških zahtev gradnje vrtine. Visoka trdnost planetnega menjalnika omogoča, odvisno od rudarskih in geoloških pogojev vrtanja, sestavo zobniškega turbo vrtalnika z enim ali več turbinskimi deli. različne vrste, en ali več menjalnikov z različnimi prestavnimi razmerji, vreteno ali vreteno-reduktor. Nanj lahko pritrdite tudi orodje za jedro za vzorčenje jedra ali metlico za odrezovanje nagnjenega odseka vrtine ali prilagoditev njegove smeri. Če pogoji vrtanja ne zahtevajo uporabe menjalnika, na primer pri uporabi diamantnih nastavkov, potem je turbodrilnik sestavljen v običajni konfiguraciji - iz turbinskih delov in vretena.

3. Vrste zobatih turbo vrtalcev

Trenutno je bilo razvitih več vrst turbo vrtalnikov z zobniki:

Turbodrill TRV-142 je vtični turbodilni vrtalnik, zasnovan za uporabo kot del kompleta vtičnih orodij za vrtanje brez dvigovanja vrtalne verige cevi.

Turbodrill TR-145T - turbodrill z oljem polnjenim menjalnikom premera 145 mm je namenjen za globoko in ultra globoke vrtine pri visoke temperature do 300 °C in tlaka (do 250 MPa) s svedri premera 158 do 165 mm pri zmanjšani hitrosti vrtenja in povečanem navoru na izhodni gredi turbo vrtalnika z uporabo vode ali vrtalne tekočine.

TR-175/178 je zobniški turbo sveder z zmanjšanim zunanjim premerom.

TRM-195 z menjalnikom RM-195 je najbolj razširjena izvedba zobniškega turbodilerja, v katerem so aksialni nosilci nameščeni v ločenih enotah (v obliki vmesnega in spodnjega vretena).

TRSh-195 je zobniški turbo vrtalnik z enim ali dvema turbinskima odsekoma in zobniškim vretenom z ojačanimi podpornimi kotalnimi enotami povečane nosilnosti, nameščenimi v z oljem napolnjeni komori menjalnika, ki absorbirajo osne obremenitve turbine in reakcijo dno vodnjaka.

TRMZ-195 - turbo vrtalnik z zmanjšano dolžino vretena menjalnika in kratko turbino, zasnovan za vrtanje vodoravnih vrtin in ukrivljenih odsekov pod kotom

TR-195ST je toplotno odporen turbo vrtalnik z mehanizmom zaklepanja gredi za vrtanje ultra globokih vrtin pri temperaturah do 300 °C in tlakih do 250 MPa. Zaklepni mehanizem je zasnovan tako, da sprosti nastavek, ko se zagozdi, in se aktivira, ko se vrtalni niz vrti v desno. Največji moment, ki ga zaklepna naprava prenese na zagozdeni nastavek z rotorjem, je 20 kN m.

TROZ-195M - gonilniški turbodiler, je nov univerzalni hidravlični vrtinski motor za vrtanje naftnih in plinskih vrtin z nastavki premera 212,7 - 215,9 mm.

Družina turbo vrtalnikov tipa TR-240 in TRZ-240 - zobato turbo vrtalniki so univerzalni in so namenjeni za vrtanje zgornjih intervalov globokih vrtin s svedri premera od 269,9 do 490 mm.

Z oljem napolnjeno vreteno menjalnika tipa RShZ-240 je ločena enota, pritrjena na turbinski del vrtalne naprave namesto serijskega vretena.

Turbodrilnik tipa TR-240 je sestavljen iz enega turbinskega dela in kratkega z oljem napolnjenega zobniškega vretena RShZ-240.

Zobniški turbo vrtalniki tipov TRM-105 in TSM-105 so namenjeni za vrtanje globokih vrtin.

Zobniški turbo vrtalniki tipa TP2-120FL in TRZ-120T so turbo vrtalniki nove generacije.

Zobniški turbo vrtalniki tipa TR2-120G in TRZ-120G so namenjeni vrtanju novih jaškov ter vrtanju nagnjenih in vodoravnih intervalov globokih vrtin.

Turbo vrtalnik s kratkimi zobniki je namenjen vrtanju poševnih in vodoravnih vrtin za različne namene.

Enodelni

Delovno telo je večstopenjska turbina, sestavljena iz statorja in rotorja. Vsi vrtljivi deli - rotorji, puše spodnjega in srednjega nosilca, diski in petni obroči so pritrjeni na gred matice rotorja. Zgornji del matice rotorja ima telo in vzdolžne reže. Pri pritrditvi protimatice pokrov, ki ima notranji stožec, stisne stožčasti del matice na navoj gredi in ga ščiti pred odvijanjem. Spodnji obroč gredi ima vodnik za priklop nastavka. Vsi fiksni deli, statorji, srednji nosilci, potisni ležaji, so pritrjeni v ohišju z nastavkom. Ohišje je povezano z vrtalnimi cevmi preko sub. Nastavljiv obroč je določen s položajem rotorja glede na stator. Velikost je odvisna od aksialne zračnosti in oblikovnih dimenzij pete. Aksialne ojačitve zaznava večstopenjski, kotni kontaktni gumijasto-kovinski ležaj, vsaka stopnja je sestavljena iz stacionarne gumijaste polplošče in vrtljivega diska in petnega obroča. Nastavek in srednji nosilec sta gumijasto-kovinska ležaja. Glavne aksialne ojačitve, ki delujejo na gred:

1. hidravlična obremenitev zaradi tlačne razlike in bita (od zgoraj navzdol);

2. reakcija dna vrtine na sveder (od spodaj navzgor).

Turbo vrtalniki morajo biti izdelani v naslednjih vrstah:

TB - brez vretena,

TSh - vreteno;

Naslednji modeli:

f - s torno montažo turbin,

ps - s plavajočim statorjem,

pr - s plavajočim rotorjem,

p - z napravo, ki uravnava karakteristiko.

Turbo vrtalniki z napravo za uravnavanje karakteristike morajo biti glede na vrsto naprave izdelani v naslednjih izvedbah:

G - s hidrodinamičnimi zavornimi mrežami, V - z vijačnim pretvornikom,

R - z menjalnikom.

Simbol za turbo vrtalne stroje mora biti sestavljen iz kode, sestavljene v skladu s spodnjim diagramom, in oznake regulativnega in tehničnega dokumenta.

1 - ime izdelka; 2 - vrsta; 3 - konstrukcijska različica (razen različice f); 4 - zasnova glede na krmilno napravo; 5 - premer, mm; 6 - sprememba

Slika 3.1. Turbodrill tip T12M3B-240: 1 - gred sub; 2 - gred; 3 - bradavica; 4 - stop; 5 - rotor; 6 - stator; 7 - srednja podpora; 8 - vrtljiva matica; 9 - protimatica; 10 - telo; 11 - zgornji sub.

Sekcijski

2 ali več razdelkov. Spodnji del je podoben enodelnim strojem. Zgornji del - nima potisnega ležaja (peta). Hidravlično obremenitev in težo vrtljivih delov zgornjega dela nosi peti spodnji del.

Te obremenitve služijo za ustvarjanje tornih sil v stožčastih sklopkah, ki prenašajo navor. Tridelni - prisotnost tretjega (zgornjega) dela. Nastavljiv obroč med priključnim substratom in statorjem.

Slika 3.5. Sekcijski brezvretenski turbodiler tipa TS (TS5B-240): I - spodnji del; II - zgornji del; 1 - gred sub; 2 - gred; 3 - bradavica; 4 - poudarek; 5 - rotor; 6 - stator; 7, 18 - srednja podpora; 8 - vrtljiva matica; 9 - protimatica; 10 - telo; 11 - pod; 12 - spodnja polovica sklopke; 13 - zgornja polovica sklopke; 14 - gred zgornjega dela; 15 - povezovalni sub; 16 - rotor; 17 - stator; 19 - matica rotorja; 20 - pokrovček; 21 - telo; 22 - ohišje sub

4. Vretenski sekcijski turbo vrtalniki

Pomanjkljivost TC5 in 3TC5 je, da če je aksialna podpora v spodnjem delu vretena obrabljena, se vsi deli pošljejo v skladišče za popravilo. V sekcijskih strojih je aksialna podpora nameščena v ločeni enoti - vretenu. Telo vretena je povezano s telesom preseka s koničnim navojem, gredi pa sta povezani s polovico sklopke stožca in utora. Gred vretena ima središčno skozi luknjo brez posebnih splakovalnih oken. Aksialna podpora vretena prevzame hidravlično obremenitev in težo vrtljivih delov sekcij in hkrati deluje kot oljno tesnilo. Položaj rotorjev glede na statorje je določen z nastavitvenim obročem, ki sta nameščena s podstavkom in statorjem. Premik aksialne opore navzdol je omogočil razbremenitev profilnih gredi osnih obremenitev, hkrati pa zmanjšal vzdolžni upogib gredi in povečal učinkovitost turbo vrtalnika. Aksialna obremenitev se je povečala za 10-20% v primerjavi s turbo vrtalnikom, pri katerem je peta nameščena v zgornjem delu gredi. Nadaljnja izboljšava lastnosti vretenskih turbodirjev je posebna zasnova turbin z nizko hitrostjo (natančno litje po izvedenih modelih). Kot lopatic je 72-750 proti 62-650 pri običajnih turbinah. Majhna debelina izhodnih robov rezila. Poenoteni turbo vrtalniki 3TSSh1. Uporaba kakršnih koli turbin in aksialnih nosilcev; potrebno glede na pogoje vrtanja. Možnost vgradnje tako gumijasto-kovinskega oljnega tesnila kot kotalnih ležajev. Sferični ležaj sprejema večje aksialne obremenitve in učinkovito deluje pri nizkih vrtilnih hitrostih. Podpora za vrtenje:

1. večstopenjski kotni potisni kroglični ležaj. Stopnja ležaja je sestavljena iz številnih kroglic, štirih obročev s stožčastimi površinami in dveh distančnih obročev, nameščenih med zunanjim in notranjim obročem.

2. potisni kroglični ležaj na gumijastih amortizerjih. Stopnja je sestavljena iz potisnih dvojnih krogličnih ležajev, katerih prosti obroči so nameščeni na elastičnih gumijasto-kovinskih kompenzatorjih. Tesnjenje zaradi naprav za žleze.

3TSSh1-240: 3 - število turbinskih odsekov; 1-vreteno; 240 - premer.

Slika 3.8. Tip vretena ŠD: 1, 8 -- adapter-stabilizator lopatic; 2 -- radialni zgornji nosilec; 3 -- labirintsko tesnilo; 4 -- drenažna luknja; 5 -- gumijasto-kovinsko tesnilo; 6 -- aksialna podpora; 7 -- spodnji radialni nosilec.

5. Turbo vrtalniki z nagnjenim tlačnim vodom

Obstajajo turbo vrtalniki, ki uporabljajo turbine z brezudarnim tokom okoli toka v zavornem načinu, kar omogoča pridobitev nagnjenega tlačnega voda. Zmanjšanje padca tlaka v turbini, ko se hitrost vrtenja zmanjša, omogoča dovajanje dodatne tekočine pri nizkih vrtljajih, kar poveča navor. Uporabljajo se turbo vrtalniki s poševnim tlačnim vodom, ki delujejo s konstantnim pretokom izpiralne tekočine brez vgradnje reducirnih ventilov. A9K5Sa - 240 mm, A7N4S - 195 mm. Podobno sekcijskim strojem TS6. Namesto gumijasto-kovinske pete je potisni radialni ležaj. 12-vrstni, 15-redni. Srednji nosilci so homogeni radialni kroglični ležaji. Končno tesnilo nad radialnim potisnim ležajem omejuje pretok tekočine skozi ležaj in ga ščiti pred vdorom velikih abrazivnih delcev. A6K3S - 164 mm, izdelan po shemi neodvisnega obešanja gredi vsakega odseka na aksialni nosilec. Aksialni radialni 10-redni kroglični ležaj. V zgornjem delu je hidravlična obremenitev. V spodnjem delu - hidravlična obremenitev + obremenitev na nastavku. Hidrodinamični zavorni sistem je sestavljen iz statorjev in rotorjev, lopatic, ki imajo enak kot naklona glede na ravnino, pravokotno na os turbinske gredi. Te turbine poberejo določen navor, več, večja je hitrost vrtenja turbine. Turbine s hidravličnim zaviranjem gredi. A9GT - 240, A7GT -195, A6GT - 164. Turbo svedri z nagnjenim tlačnim vodom, pa tudi s hidrodinamičnim zavornim sistemom A9Sh, A7Sh, A9GTSh, AGTSH, A6PSH (aksialna opora je nameščena v ločenem vretenu, kot je ZTSH). Turbo svedri za vrtanje z vzorčenjem jedra. Jedrni turbo bit KTD3 je podoben T12M3 in se razlikuje po prisotnosti votlega motorja, v katerem je nameščena jedrna cev - nosilec zemlje. Nosilec zemlje je posajen vzdolž stožčaste površine v nosilcu, pritrjenem v telesu. Nosilec zemlje je pritisnjen na nosilec s hidravlično ojačitvijo iz razlike v tlaku v turbini in nastavku. Torne sile preprečujejo vrtenje. Nosilec zemlje z jedrom se dvigne na površje, ne da bi odstranili bit iz vrtine. Zgornji del nosilca zemlje ima ovratnik za prijemanje s posebnim drsnikom, ki se na vrvi spusti v vrtino z dodatnega vitla. KTD3-172 premer jedra 33 mm. KTD3-255 premer jedra 50 mm. Za jedra s povečanim premerom KTD4 (zaradi povečanja premera gredi). Povečan navor (poveča obroč turbinskih stopenj). Lokacija pete je na dnu gredi. Nastavljiva dolžina osnovnega nosilca. KT3-240-265/48; KTD4-195-214/60; KTD4M-172-190/40 - 4 m v diosekih. KTD4S-172-190/40 - dvodelni, povečan navor, povečana sprejemna dolžina jedra na 7 m. Zasnova je podobna TC55, 2 oddelka. Aksialna podpora v spodnjem delu prevzame hidravlično obremenitev obeh delov.

spojina:

1. ohišja - prevodniki s stožčastimi navoji.

2. gredi - stožčaste spojke.

Konstrukcijski parametri turbine so odvisni od diametralnih dimenzij vrtin, zato so radialne dimenzije močnega dela zelo omejene. Turbina je izvedena večstopenjsko za zagotavljanje potrebnih energetskih parametrov. Vse turbinske stopnje so enake.

Koda turbine.

števec - število rezil kolesa; imenovalec - širina rezila (velikost vzdolž osi motorja); zadnja številka je premer turbo vrtalnika.

Število lopatic statorja in rotorja je enako. Pomembna zahteva za konstrukcijo kolesa je trdnost v pogojih izbrane obremenitve. Te pogoje izpolnjuje monolitna enodelna zasnova turbinskega kolesa. Večina turbin ima rob, ki poveča mehansko trdnost lopaticnega vijaka in zmanjša uhajanje delovne tekočine skozi radialne zračnosti. Vrednost aksialne zračnosti turbine je nastavljena ob upoštevanju možnih aksialno gibanje rotorji skupaj z gredjo turbine zaradi: 1) obrabe aksialne podpore; 2) možnost deformacije turbinskih koles. Lastnosti turbine so odvisne predvsem od njene idealna teža. Visoka vsebnost abraziva povzroči hitro obrabo trpežnega dela. Turbina delujočega motorja je neregulirana, zato se hitrost vrtenja in navor na gredi spreminja v širokih mejah, ki jih določa količina obremenitve nastavka, ki je neposredno povezan z gredjo. Obremenitev motorja se izvede z ustvarjanjem aksialne ojačitve na svedru skozi s/s vrtalne cevi. Zagotoviti je treba dovolj široke medkrilne kanale, da se zmanjša možnost zamašitve turbine.

6. Način delovanja turbo vrtalcev

Značilnosti delovanja turbodirjev so odvisnost upornega momenta od gredi, moči, učinkovitosti in padca tlaka od vrtilne frekvence gredi pri konstantnem pretoku. Število vrtljajev doseže svoje največja vrednost, blizu prostega teka, med širjenjem in razvojem vrtine. Ko se obremenitev svedra poveča, se hitrost turbine zmanjša, navor turbine pa se poveča. Grafične značilnosti turbin in turbo vrtalcev so odvisnost navora, moči, izkoristka in padca tlaka od vrtilne frekvence rotorja pri konstantnem pretoku tekočine. Hitrost turbine v načinu največje moči je enaka polovici vrtilne frekvence prazno gibanje nр = nchladno/2. Navor turbine doseže največjo vrednost pri polnem zaviranju MT = 2MR, kjer je:

MT - zavorni moment; MP - navor pri največji moči.

Režim delovanja Turbodrill pri maksimalna učinkovitost imenovano optimalno. Najbolj stabilen in učinkovito delo turbodrill v ekstremnem načinu (največja moč). IN delovno območje dosežen najvišje vrednosti mehanska hitrost vrtanja. Lastnosti turbin naj bi zagotavljale visoke mehanske hitrosti vrtanja ob ohranjanju zadostne odpornosti svedra proti obrabi. Za določitev vrste turbine se uporablja koeficient hitrosti PS, ki je številčno enak hitrosti turbine tega tipa, ki pri padcu H = 1 m razvije moč 1 l/s.

PS = P ON / H 4OH

N - moč v l/s; P - število vrtljajev na minuto; N - padec tlaka v m, pri največji učinkovitosti.

Moč večstopenjske turbine:

NT = (Q HT g / 75) h, kjer je

Q - pretok delovne tekočine; HT - prehod tlaka večstopenjske turbine; g- specifična težnost delovna tekočina; h - izkoristek turbine.

Koeficient hitrosti celotne večstopenjske turboturbine:

hST = PS / K0,75

Osnovna enačba turbine:

M = (Q g / g) r (C1I - C2I), kjer je

M je velikost navora, ki ga ustvari turbina; Q - pretok tekočine skozi rezilni aparat; g je specifična teža tekočine; C1I in C2I sta projekciji absolutne hitrosti vstopa in izstopa toka v rotorju na smer obodne hitrosti; r sta polmera vstopa in izstopa toka tekočine v rotorju.

7. Delovanje turbo vrtalcev

Med nakladanjem, razkladanjem in transportom turbo vrtalcev do mesta dela mora biti zagotovljena njihova popolna varnost. Turbo vrtalniki se prevažajo v ločenih odsekih na posebej opremljenih vozilih - turbo lokomotivah. Turbo vrtalniki se razkladajo z žerjavom. Prevoz turbo vrtalnikov z vleko in spuščanjem med razkladanjem je nesprejemljiv, saj se ohišje in gred poškodujejo (upogibi, udrtine itd.), Turbo vrtalniki se transportirajo z varnostnimi čepi in kapicami. Povezovalne sekcije v turbo vrtalniku. Povezava posameznih odsekov turbodirjev tipov TS, TSSh, A7N v en turbodiler se izvede v naslednjem vrstnem redu:

1. Objemka je nameščena na vratu ohišja spodnjega dela (za turbo vrtalnik TSh - na vratu vretena), del se pobere in namesti na mizo rotorja.

2. Drugi del se z drugo spono dvigne na dvigalu nad spodnji del (ali vreteno), ki je nameščen na mizi rotorja, in se usmeri tako, da se njegova sklopna polovica prilega v sklopno polovico spodnjega dela. Nato sta ohišji povezani s koničastim navojem, pri čemer sta polovici sklopke gredi pritrjeni. Povezani navoji odsekov so zavarovani z močnimi ključi.

3. Povezane sekcije se dvignejo nad rotor, objemka iz spodnjega dela se odstrani, turbo vrtalnik se spusti in namesti na mizo rotorja na dvigalu drugega dela.

Turbo vrtalnik, dobavljen na vrtalno napravo, se šteje za primernega pod naslednjimi pogoji:

1. Količina aksialne zračnosti je znotraj:

A) ne več kot 2,0 mm - za turbo vrtalnik z gumijasto kovinsko peto;

B) ne več kot 0,4 mm - za turbo vrtalnik s kroglično peto.

2. Velikost dvižnega jaška v zgornjih delih je v sprejemljivih mejah. TS5 - (7-9 mm), TS4A - 4”(7-9 mm), A7N (6...8 mm), 3TSSh - (9-12 mm).

3. Turbo vrtalnik je enostavno zagnati pri tlaku, ki ni višji od 2 MPa.

4. Padec tlaka v turbo vrtalniku ustreza obratovalnim karakteristikam turbine, podanim v potnem listu.

5. Vsi navojni priključki so zatesnjeni z zmogljivostjo črpalke, ki je potrebna za delovanje turbo vrtalnika.

Turbovrtalnik, ki se vrta, je primeren za nadaljnje delo, če so izpolnjeni naslednji pogoji:

1. Aksialna igra ne presega 5 mm pri gumijasto-kovinski peti in 6 mm pri krogličnem zglobu.

2. Turbo vrtalnik se zažene pri tlaku, ki ne presega začetnega.

3. Brez puščanja delovne tekočine v navojnih povezavah.

4. Navojne povezave privijemo do konca na koncih.

5. Količina motenj v cilindričnih navojnih priključkih nastavka in povezovalnega priključka se ni spremenila v primerjavi z originalom.

6. Povezovalni navoj za nastavek je v zadovoljivem stanju.

Aksialna zračnost se določi na naslednji način: gred turbo vrtalnika je podprta na mizo rotorja in na koncu nastavka se na gred nanese oznaka, nato se turbo vrtalnik dvigne in na enak način se na gred nanese sekundarna oznaka. Razdalja med oznakama določa količino aksialne zračnosti.

Sklop turbo vrtalnika

Obraba delov potisnega ležaja vodi do premikanja gredi skupaj z rotorji glede na statorje. Zmanjšanje aksialne zračnosti med rotorji in statorji vodi do njihovega stika med seboj, hitre obrabe lopatic turbine po višini in do poslabšanja značilnosti delovanja turbo vrtalnik in njegovo zaustavitev.

Priprava delov za montažo.

1. Očistite gredi in jih namažite s strojnim oljem US-2.

2. Očistite ohišje in dele gredi ter jih namažite s strojnim oljem in pri montaži odrežite konce.

3. Pred pritrjevanjem očistite navoje, razmastite, obrišite in namažite. Maziva: R-2 VTU št. NP-34-60; R-416 s kovinskim polnilom svinčev jodid; molibden Preverite tesnost navojnih povezav.

4. Izvedite kontrolne meritve višine rotorjev in statorjev, 10 kosov. Razlika med 10 rotorji in 10 statorji ne sme presegati 0,2 mm.

5. Zunanje namažite dele, sestavljene na gredi, z mazivom za črpalko TU577-55. Lahko ga razredčimo z ricinusovim oljem v razmerju 5:1.

Montaža turbo vrtalnikov tipa T12M.

Gred turbo vrtalnika se namesti na nosilce, utori se očistijo in klini se nastavijo. Na gred so nameščene spodnja podporna puša, zapora, turbinske stopnje in deli srednjih nosilcev. Srednji nosilci so enakomerno porazdeljeni med stopnjami turbine. Med montažo spremljajte količino izhoda pesta rotorja iz diska statorja, ki mora biti v mejah aksialne zračnosti. Med zgornjim statorjem in spodnjim potisnim ležajem je nameščen nastavitveni obroč. Nato so nameščeni deli potisnega ležaja. Deli gredi so vpeti z matico rotorja. Namestite pokrovček, nato pa ga pritrdite z protimatico. Telo turbo vrtalnika in osni prevodnik sta pritrjena na končni prislon na enak način kot pri orodnih spojih vrtalnih cevi.

Pravilna montaža:

1. napetost bradavice od 5 do 20 mm.

2. aksialna zračnost turbo vrtalnika ni večja od 2 mm.

Nastavitveni obroč.

Turbo vrtalniki T12M, T32, KTD, skrajšani in spodnji deli sekcijskih turbo vrtalnikov: nastavitveni obroč se nahaja v telesu ali na gredi med potisnim ležajem in turbino. Sekcijski turbo vrtalniki: Nastavitveni obroč se nahaja na gredi ali ohišju med priključnim substratom in turbino.

Obroč za nastavitev navoja.

Turbo vrtalniki T32, TS5B, TS6, 3TS5A-8”. Statorski sistem je v ohišju pritrjen s koničnim navojem tipa zaklepanja. Določanje višine nastavitvenega obroča:

a) S posebno napravo, ki jo sestavljata nastavitveni substrat in omejevalni vijak, se statorski sistem odstrani iz ohišja s silo, ki ustreza navoru.

b) Po preverjanju lahkotnost vrtenja z navorom 10-15 kg.m. gred in aksialna zračnost turbine: 7...10 mm od modela.

c) Izmerite velikost B, razstavite napravo in izračunajte velikost k.

d) Določite višino H nastavljivega navojnega obroča H=k-l, kjer je l dolžina stožčastega navoja.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Podobni dokumenti

Opis zasnove in principa delovanja motorjev enosmerni tok. Učinkovitost, obratovalne in mehanske lastnosti. Analiza glavnih lastnosti: zagonski, zavorni in preobremenitveni moment, hitrost in krmiljenje vrtenja.

povzetek, dodan 11.12.2010

Namen, tehnične lastnosti in zasnova napetostnih merilnih transformatorjev. Opis principa delovanja napetostnih transformatorjev in njihovih metod Vzdrževanje. Varnostni ukrepi med popravilom in vzdrževanjem transformatorjev.

test, dodan 27.02.2015

Način elektromagnetne zavore asinhronega motorja z rotorjem s kletko (protivključitev): mehanske značilnosti načina dinamičnega zaviranja, princip delovanja zavornega kroga IM: vrstni red njegovega delovanja in namen krmiljenja.

laboratorijske vaje, dodano 01.12.2011

Namen, razvrstitev in označevanje dizelske elektrarne, njihova struktura in oprema. Zahteve za servisno osebje. Priprava električne enote za delovanje, zagon in zaustavitev. Spremljanje delovanja dizelskih elektrarn. Varnostna navodila.

povzetek, dodan 25.01.2011

Osnovni podatki o izvedbah tokovnih transformatorjev. Zasnova, način delovanja in principi delovanja različnih vrst tokovnih transformatorjev. Osnovni parametri in značilnosti posameznih konstrukcij ter njihova uporaba, razvrstitev in namen.

povzetek, dodan 02.08.2011

Plinsko izolirane elektroenergetske stikalne naprave, njihove značilnosti. Zasnove glavnih elementov naprave v SF6 celicah z dvema sistemoma zbiralk v treh različnih tipih. Splošni pogled na napetostni transformator.

predstavitev, dodana 20.07.2015

Opis zgradbe in toplotne sheme soproizvodnje toplotne in električne energije, turbinske enote in toplotne sheme agregata, kondenzacijske enote, oljnega sistema. Energetske lastnosti in poraba pare na turbino. Načelo delovanja kotla in kurilne naprave.

poročilo o praksi, dodano 25.4.2013

Značilnosti parne turbine kot kontinuiranega toplotnega stroja. Zgodovina nastanka motorja, princip delovanja. Značilnosti delovanja parne turbine, njene prednosti in slabosti, področje uporabe, vpliv na okolje.

predstavitev, dodana 18.05.2011

Tehnične lastnosti in glavne prednosti SF6 popolne stikalne naprave. Splošni pogled na zasnovo glavnih elementov. Napetostni transformator za celico SF6. Zasnova dušilnika prenapetosti SF6.

predstavitev, dodana 7.11.2013

Razvrstitev in zasnova števcev električne energije. Splošni pogled na trifazni elektronski števec CE 302. Namen in opis merilnega instrumenta; varnostne zahteve. Tehnične specifikacije: naprava in delovanje števca, preverjanje in Vzdrževanje napravo.