Устройство для испытания турбинТуРбОбуРОВ Советский патент 1981 года по МПК E21B4/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТУРБИН ТУРБОБУРОВ

1

Изобретение относится к технике испытания рабочих элементов забойных двигателей, в частности турбобуров, применяемых в бурении.

Известен стенд, включающий емкость с насосом, блок турбин с валом, установленным в подшипниках 1.

В этом стенде блок турбин с установленным в нем валом расположен горизонтально, что не соответствует положению вала, работающего в скважине турбобура, и снижает качество результатов испытаний.

Известен также стенд, содержащий емкость, насос, корпус, вертикально расположенный блок рабочих органов, включающий турбины и направляющие аппараты, вал и подщипник 2.

Такая конструкция установки вала обуславливает завышение величины моментов трения верхнего подшипникового узла, подверженного воздействию агрессивной рабочей среды, например воды или глинистого раствора, и эластичного уплотнения нижней опоры. Причем верхняя опора меняет величину момента трения в зависимости от качества применяемой рабочей среды и срока службы, что создает дополнительные трудности

учета величины момента трения опор. Кроме того, такая конструкция заделки вала в опорах затрудняет быструю смену испытуемых турбин на нем, так как перед их установкой необходимо снимать с вала верхнюю опору.

Целью изобретения является повышение точности измерений и ускорение процесса смены турбин.

Это достигается тем, что вал снабжен кожухом, а корпус - трубчатой стойкой, установленной с радиальными зазорами в кольцевом пространстве между валом и кожухом на подшипниках, причем турбины установлены на кожухе, нижний торец которого образует с корпусом кольцевое сопло.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уст5 ройство, общий вид; на фиг. 2 - блок рабочих органов.

Устройство содержит насос 1, соединенный всасывающим патрубком с емкостью 2. На емкостн вертикально установлен блок 3 рабочих органов, который связан с насосом нагнетательной линией 4. В основании корпуса 5 блока рабочих органов установлена трубчатая стойка 6. Вал 7 снабжен кожухом 8, на котором посредством гайки 9 закреплены турбины 10 рабочих органов. Направляющие аппараты 11 рабочих органов установлены в корпусе и опираются на выступ его. Крепление направляющих аппаратов в корпусе на фиг. 2 не показано. Трубчатая стойка 6 установлена с радиальными зазорами А и Б в кольцевом пространстве между валом 7 и кожухом 10 при помощи подшипников 12. Нижний торец кожуха 10 образует с корпусом 5 (выступом) кольцевое сопло В. Стенд работает следующим образом. Рабочая жидкость, перекачиваемая насосом 1 из емкости 2, по нагнетательной линии 4 подается в блок рабочих органов. Здесь она, пройдя через рабочие окна турбин 10 и их направляющих аппаратов 11, теряет часть гидравлической энергии и через канал, образованный кожухом 10, стойкой б и выступом корпуса, возвращается в емкость. При прохождении потока жидкости в сопле В ввиду сужения потока и увеличения его скорости относительно других сечений устанавливается наибольщее динамическое давление. Исходя из равенства сумм динамического и статического давлений различных сечений одного и того же потока, согласно закону Бернулли здесь должно быть наименьщее статическое давление. Учитывая это, площадь сечения сопла В рассчитывается по расходу жидкости таким образом, чтобы устанавливающееся здесь статическое давление было ниже давления в зазоре Б между кожухом и стойкой. В силу такого соотношения давлений жидкость, протекающая по каналу, не может попасть в зазор. Тем самым осуществляется защита подшипников от проникновения в них рабочей среды. Устройство позволяет полностью отказаться от эластичных уплотнений, снизить до минимума величину момента трения в опорах, исключить попадание рабочей среды в них и повысить качество результатов испытаний (измерений параметров характеристики) рабочих органов. Кроме того, такая конструкция обеспечивает сборку турбин на валу без демонтажа его опор. Формула изобретения 1. Устройство для испытания турбин турбобуров, содержащее емкость, насос, корпус, вертикально расположенный блок рабочих органов, включающих турбины и направляющие аппараты, вал и подшипники, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и ускорения процесса ....„ „ ut.uu,ci,i;a смены турбин, вал снабжен кожухом, а корпус трубчатой стойкой, установленной с радиальными зазорами в кольцевом пространстве между валом и кожухом на подшипниках, причем турбины установлены на кожухе, нижний торец которого образует с корпусом кольцевое сопло. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ледяшов О. А. Установка для испытания турбин турбобуров. Труды ГИИ № 25, том 2. Грозный, с. 106, рис. 2. 2.Гейман М. А. и др. Турбинное бурение на аэрированной жидкости. М., «Недра 1965, с. 103. Фог./