Многоступенчатая турбина турбобура
Использование: в конструкциях турбобуров для бурения нефтяных итаэовых скважин . Сущность изобретения: каждая ступень турбины с пониженной высотой ступени должна вырабатывать момент такой же величины, как и ступень турбины нормальной высоты. 3 ил.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 F 03 В 13/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство ссср (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
CO
О О
О
СО
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696387/29 (22) 25.04.89 (46).07.03.93..Бюл. 1ч 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники и Кунгурский машиностроительный завод Научно-производственного обьединения "Турбобур" (72) В.П.Шумилов, И.Я.Вальдман, А.И.Агеев, M.Т.Гусман, Б.Г.Любимов и Н.И.Кузнецов (56) Любимов Г.А. и др. Теория и расчет осевых многоступенчатых турбин турбобуров. М.: Гостоптехиздат, 1968, 114 — 115.
Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в конструкциях турбобуров для бурения нефтяных и газовых скважин, Целью изобретения является повышение КПД и крутящего момента за счет увели- чения числа ступеней турбины при сохранении осевых габаритов и эксплуатационной надежности многоступенчатой турбины.
На фиг.1 изображена конструктивная схема многоступенчатой осевой турбины; на фиг,2 — развертка на плоскость цилиндрического сечения решетки профилей; на фиг,3 — лопаточный венец, поперечное сечение.
В корпусе 1 турбобура и валу 2 размещены соответственно статоры 3 и роторы 4 турбины. Лопаточные венцы статора 5 и ротора 6 с осевыми высотами h (равенство высот статора hs и ротора h При работе турбобура рабочая жидкость, последовательно проходя по ступеням его турбин, вырабатывает в каждой из них момент, суммарная величина которого благодаря увеличенному количеству ступеней, соответственно должна быть выше, чем у рбины, имеющей большую высоту ступени. Обеспечение повышенного момента определяется тем, что каждая ступень турбины, с пониженной высотой ступени должна вырабатывать момент практически той же ве1800089 личины, что и ступень турбины нормальной высоты, а при этом число ступеней турбин в турбобуре увеличивается в соотношении, равном соотношению осевых высот турбин с нормальной и пониженной осевой высо- 5 той проточных частей. Это достигается следующим образом. При снижении осевой высоты профиля турбины h необходимо уменьшить величину шага профиля t. Так. как c = (а + д)/з!п Р, а 10 величина межлопаточного канала а обычно задается из условий незашламляемости турбины при работе на глинистом растворе (обычноа = 5-7мм),тоуменьшениеосевой высоты ниже определенной высоты в изве- "5 стной турбине приводит к несоответствию шага t условию и ухудшению энергетических показателей турбины (" провал" потока, особенно в периферийной части, где величина межлопаточного канала ац-и существенно 20 больше, чем на среднем радиусе и больше допустимого значенйя. Если же в периферийной.части турбины величину межлопаточного канала снизить до минимально допустимого значения, то "провал" потока в 25 периферийной части будет исключен. Снижение величины межлопаточного канала в периферийной части обеспечивает эффективное обтекание потоком профиля лопатки по всей ее радиальной длине без опасности 0 зашламовбния. . Конструкция турбины позволяет существенно снижать осевую высоту проточной части турбины без необходимости черезмерного эагущения решетки (снижения ее шага), что исключает опасность ее эашламления (обеспечение эксплуатационной надежности) и без снижения энергетических показателей ступени. Практически снижение осевой высоты проточной части турбины позволит при одних и тех же осевых габаритах турбобура разместить на 30— 50;ь больше число ступеней турбин, что обеспечит, с одной стороны, соответствующее увеличение моментной характеристики турбобура, а, с другой стороны, возможность снижения осевой длины турбобура, обеспечивающую улучшение его технологических показателей (особенно при проводке наклонно-направленных скважин) и снижение металлоемкости и трудоемкости его изготовления. Формула изобретения Многоступенчатая турбина турбобура, содержащая ступени с лопатками ротора и статора, отличающаяся тем, что, с целью снижения повышения КПД и крутящего момента за счет увеличения числа ступеней турбины при сохранении осевых габаритов и эксплуатационной надежно-. сти турбины, лопатки ротора и статора выполнены с толщиной профиля, увеличивающейся от корневого сечения к периферийному. 1800089 Составитель B.Øóìèëoâ Техред М. Моргентал Корректор С.Патрушева Редактор С.Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1147 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
