Характеристика турбины, способы изменения характеристики
Под характеристикой турбины(рис.17) понимают зависимость ее мощности N, вращающего момента М, КПД h, перепада давления Dр от частоты вращения п при заданном расходе Q перекачиваемого через нее бурового раствора. Частота вращения вала соответствует частоте вращения роторного колеса, а вращающий момент равен сумме моментов всех ступеней: М = z т (здесь т - момент одной ступени).
Мощность на валу N = z m n.
Мощность N можно также определить по расходу Q и перепаду давления Dр:
N = Dp Q h,
где Dр = z Dрm ; Dрm - перепад в одной ступени; h- КПД.
С изменением подачи и качества бурового раствора, прокачиваемого через турбину, изменяются ее энергетические параметры согласно соотношениям, впервые предложенным П.П.Шумиловым:
; ; ; ; ; .
Здесь p1 и р2 - перепады давления в турбине при расходах Q1 и Q2 и плотностях бурового раствора r1 и r2.
Отношение М/п при роторном бурении значительно больше, чем при турбинном. Особенно четко это видно для турбобуров малых диаметров, поскольку
,
где D1 и D2 - диаметры турбобура.
Зная энергетические параметры при одном режиме промывки из стендовых исследований и пользуясь этими соотношениями, можно определить параметры турбины при различных значениях расхода и разном качестве бурового раствора.
Применение маховых масс приводит к смещению и расширению рабочей области турбобура.
С изменением осевой нагрузки и трения в опорах турбобура изменяются и передаваемые на долото мощность и момент.
Область устойчивой работы пр – пу для турбобуров с шаровой опорой шире, чем турбобуров с резино-металлической опорой. Частота вращения пу соответствует предельно допустимому крутящему моменту (осевой нагрузке), при превышении которого вал турбобура перестает вращаться, и определяет устойчивую область работы турбобура слева, т.е. минимальную частоту вращения вала турбобура.
Кроме секционирования, улучшить моментную характеристику турбобура можно применением механических редукторов, которые снижают частоту вращения в 2-3 раза. Например, редукторный турбобур ТР2Ш-195 с многорядным планетарно-фрикционным редуктором имеет частоту вращения около 200 об/мин при КПД = 0,55.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 778;