Нагрузка на осевую опору турбобура

Осевая нагрузка по опору турбобура создается силой Т от перепада давления в ступенях ротора, весом ротора в жидкости G и реакцией забоя R.

В шпинделе турбобура все осевые силы суммируются

(2.36)

В зависимости от соотношения сил эта нагрузка может действовать вниз, вверх или опора может быть разгружена (плавающая).

Если турбобур состоит из нескольких секций, то в формулу (2.36) входят только те силы, которые действуют на главную-осевую опору (нижняя секция или шпиндель). При независимой подвеске роторов верхних секций их веса и действующие на них силы воспринимаются собственными осевыми опорами.

Гидравлическая сила, действующая на опору многоступенчатого турбобура Т12МЗБ. Обозначить перепады давления: Δр_т— в турбине; Δр_д— в долоте; Δр_п—в пяте; F₁, F₂, F₃— площади кругов диаметром d₁, d₂и d₃соответственно.

В симметричных турбинах при всех режимах общий перепад давления распределяется поровну между ротором и статором. В этих условиях гидравлическая сила

(2.37)

Перепад давления Δр_т в турбине определяется по ее характеристике, а перепады давления в долоте и осевой опоре выбирают из таблиц или рассчитывают по формуле

где а—коэффициент гидравлических сопротивлений, зависящий от размеров и формы проточных каналов долота и пяты.

Пример 2.4 Определить крутящий момент н мощность турбобура ЗТСШ1-195ТЛ. Дано: частота вращения n=350 об/мин; средний расчетный диаметр ротора D_ср=0,13 м; площадь проточных каналом ступени F=0,00625 м²; расход жидкости Q = 0,03 м³/с; углы на выходе из статора α₁ = 30 °, на входе α₂=60 °; плотность раствора ρ=1200 кг/м³; k=100 число ступеней в секани турбобура: η=0,5 — к.п.д.

Решение.