Турбобур

(51)21 4/02 (2010.01) 03 13/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Ратов Боранбай Товбасарович Исраилов Керим Отебаев Майлыбай Акжолов Абилсеит Кожагалиевич Тулепбергенов Алмас Тулепбергенлы Коргасбеков Дархан Рахметллаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к области бурения скважин погружными двигателями - турбобурами,работающими на энергии прокачиваемой через них жидкости. Техническим результатом является увеличение количества жидкости,прокачиваемой через турбобур. Это достигается тем, что в турбобуре,включающем впускной узел с трубчатым корпусом Изобретение относится к области бурения скважин погружными двигателями - турбобурами,работающими на энергии прокачиваемой через них жидкости. Известен турбобур,включающий последовательно соединенные секции турбодвигателя с неподвижными статорными дисками и подвижными роторными дисками,закрепленными на валу,соединенном с породоразрушающим инструментом, опоры дисков. В верхней секции выполнен впускной узел,включающий переходник на колонну труб (Шамшев Ф.А., Кнюпфер И.П, и др. Разведочное бурение. М. Геолтехиздат, 1958, с.360) Неподвижный диск статора и вращающийся диск ротора составляют ступень машины. Турбобур может включать одну или несколько секций и иметь число ступеней от 96 до 150. Проходя каждую ступень турбины поток жидкости расходует часть и переходником на колонну труб, одну, или несколько секций турбодвигателя, содержащих диски статора, соединенные с корпусом, и диски ротора, соединенные с валом, опоры дисков и закрепленный на валу породоразрушающий инструмент, впускной узел имеет эжекторный насос,включающий последовательно расположенные сверху вниз сопло, конфузор,являющийся смесительной камерой, и диффузор,при этом сопло и конфузор соединены по периферии распорным кольцом, образующим приемную полость смесительной камеры, корпус впускного узла включает патрубок, в котором размещаются распорное кольцо, конфузор и диффузор эжекторного насоса, в распорном кольце и патрубке корпуса выполнены сквозные радиальные отверстия на уровне приемной полости смесительной камеры, а отверстия патрубка корпуса закрыты сетчатым фильтром. Выполнение эжектора в впускном узле турбобура позволяет подавать в турбодвигатель,помимо жидкости, поступающей по трубам от наземного насоса, добавочное количество жидкости,всасываемой из затрубного пространства, что повышает мощность предлагаемого турбобура. энергии на вращение ротора. Мощность всех ступеней одинакова, суммируется на валу и зависит от количества прокачиваемой через них жидкости. Недостатком известного турбобура является то,что количество прокачиваемой жидкости, а следовательно и мощность турбобура, лимитируется характеристиками насосов, устанавливаемых на поверхности, и условиями бурения. При изменении условий бурения, например, с увеличением глубины скважины, мощности турбобура может оказаться недостаточно для эффективного разрушения породы на забое. Задачей изобретения является повышение мощности турбобура без изменения характеристики наземного насоса. Техническим результатом является увеличение количества жидкости,прокачиваемой через турбобур. Это достигается тем, что в турбобуре,включающем впускной узел с трубчатым корпусом и переходником на колонну труб, одну, или несколько секций турбодвигателя, содержащих диски статора, соединенные с корпусом, и диски ротора, соединенные с валом, опоры дисков и закрепленный на валу породоразрушающий инструмент, впускной узел имеет эжекторный насос,включающий последовательно расположенные сверху вниз сопло, конфузор,являющийся смесительной камерой, и диффузор,при этом сопло и конфузор соединены по периферии распорным кольцом, образующим приемную полость смесительной камеры, корпус впускного узла включает патрубок, в котором размещаются распорное кольцо, конфузор и диффузор эжекторного насоса, в распорном кольце и патрубке корпуса выполнены сквозные радиальные отверстия на уровне приемной полости смесительной камеры, а отверстия патрубка корпуса закрыты сетчатым фильтром. Выполнение эжектора в впускном узле турбобура позволяет подавать в турбодвигатель,помимо жидкости, поступающей по трубам от наземного насоса, добавочное количество жидкости,всасываемой из затрубного пространства, что повысшает мощность предлагаемого турбобура. Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом. Турбобур состоит из впускного узла 1 и секции турбодвигателя 2. Впускной узел включает переходник 3 на колонну труб (не показана), по которой жидкость подается с поверхности, и трубчатый корпус 4. В корпусе размещена кассета 5,зажимная втулка 6 и минералокерамическое сопло 7, плотно прижатое втулкой 6 к основанию кассеты 5. К корпусу 4 присоединен дополнительный патрубок 1 1 , в котором размещены смесительная камера 12, в виде конфузора, и диффузор 13. Между соплом 7 и конфузором 12 с зазором по отношению к патрубку 11 установлено распорное кольцо 8, образующее приемную полость 9 смесительной камеры 12. В распорном кольце 8 выполнены радиальные сквозные отверстия, ведущие в приемную полость 9. На том же уровне выполнены сквозные радиальные отверстия в патрубке 11,закрытые снаружи сетчатым фильтром 10. Секция турбодвигателя 2 включает шлицевую муфту 14 для присоединения, в случае необходимости, дополнительной секции, дисков статора 15, дисков ротора 16, соединенных с валом 17, подшипниковых опор 18 и 19. Нижний конец вала 17 соединяется с породоразрушающим наконечником (не показан). Турбобур работает следующим образом. Жидкость, подаваемая наземными насосами по колонне груб поступает в сопло 7 и, вытекая из него с большой скоростью, создает разряжение в приемной полости 9. Возникающий перепад давления создает условия для всасывания жидкости из затрубного пространства скважины через отверстия, выполненные в патрубке 1 1 и распорном кольце 8 в приемную полость 9. Для исключения попадания в приемную полость крупных частиц шлама из затрубного пространства, отверстия в патрубке 1 1 закрыты сетчатым фильтром 10. Поток засасываемой жидкости смешивается с потоком, поступающим через сопло 7 в смесительной камере 12. Изменяя ширину распорного кольца 8 можно регулировать объем приемной полости 9. Далее смешанный поток через диффузор 13 поступает в секцию турбодвигателя и,воздействуя на диски статора 15 и ротора 16,создает вращающий момент на валу 17, который передает вращение породоразрушающему наконечнику. Таким образом,в турбобур поступает дополнительное количество жидкости за счет эжектируемого потока, что способствует росту его мощности в процессе бурения скважин. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Турбобур, включающий впускной узел с трубчатым корпусом и переходником на колонну труб, одну или несколько секций турбодвигателя,содержащих диски статора, соединенные с корпусом, и диски ротора, соединенные с валом,опоры дисков и закрепленный на валу породоразрушающий инструмент, отличающийся тем, что впускной узел имеет эжекторный насос,включающий последовательно расположенные сверху вниз сопло, конфузор, являющийся смесительной камерой, и диффузор, при этом сопло и конфузор соединены по периферии распорным кольцом,образующим приемную полость смесительной камеры корпус впускного узла включает патрубок, в котором размещаются распорное кольцо,конфузор и диффузор эжекторного насоса в распорном кольце и патрубке корпуса выполнены сквозные радиальные отверстия на уровне приемной полости смесительной камеры,а отверстия патрубка корпуса закрыты сетчатым фильтром.