Рассчитать рабочие характеристики т/б и определить Нагрузки на долото

Приведем энергетические характеристики турбины турбобура при ρбр=1000 кг/м3, Qс = 0,032 м3/ч:
частота вращения nс = 555 об/мин,
перепад давления ∆Ртс = 2,5 Мпа
крутящий момент МТС = 1158 Нм
мощность NТС=67,3 кВт
масса турбобура m=1675 кг
Примем рабочий расход жидкости равным 22 л/с (0,022 м3/с), плотность жидкости: 1100 кг/м3.
По формулам подобия имеем:
- частота вращения:
n0=QQc∙nc=0,0220,032∙555=381,6об.мин.
- крутящий момент:
Mτ=QQc2∙ρρc∙MТС=0,0220,0322∙11001000∙1158=602 Нм
- мощность:
Nτ=QQc3∙ρρc∙NТС=0,0220,0323∙11001000∙67,3=35 кВт
Определяем частоту холостого хода:
nx=2∙n0=2∙291=582 об.мин.
Тормозной момент составит:
МТОР=2∙Mτ=2∙349,5=1204 Нм
Вычисляем перепад давления турбобура:
∆Рт.б.=0,0220,0322∙11001000∙2,5=1,3 Мпа
Для гидромоторного долота:
∆Рд=Q2∙ρ2∙μ2∙f2=0,0222∙11002∙0,952∙(2,6545∙10-4)2=4,19 МПа
f=2π∙0,01324=2,6545∙10-4м2
Для забойного двигателя Т12МЗ-215 получим следующие конструктивные размеры турбобура:
Dс=146 мм Dв=150 мм R1=70 мм R2=76 мм
Вес вращающихся частей турбобура:
Gвр=0,5mg=0,5∙1675∙9,81=0,822∙104 Н
При бурении в твердых породах гидравлическая нагрузка составит:
Gг=π4Dс2∙∆Рт.б.+Dв2∙∆Рд∙106+Gвр=
=3,1440,1462∙1,3+0,1502∙4,19∙106+0,822∙104=1,3∙105 Н
Для опор скольжения получим:
Rср=23∙R23-R13R22-R12=23∙0,0763-0,0730,0762-0,072=0,073 м
Удельный момент в опоре численно равен моменту трения, приходящемуся на единицу нагрузки:
Mуд.оп=μ∙Rср
Примем μ=0,1, тогда получим:
Mуд.оп=0,1∙0,073=7,3∙10-3=7,3 НмкН
Потери крутящего момента при бурении твердых пород:
∆Моп*=Mуд.оп∙Gг=7,3∙10-3∙1,3∙105=949 Нм
Потери крутящего момента на вращение ненагруженного долота:
Mx=550∙Dд=550∙0,2159=118,75 Нм
Тогда разгонный момент составит:
Мр=∆Моп*+Mx=949+118,75=1067,75 Нм
Рассчитаем разгонную частоту вращения:
np=1-МрМТОР∙nx=1-1067,751204∙582=66 обмин.
Минимально устойчивую частоту определим в долях от np