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渦輪鉆具由于轉(zhuǎn)速較高、輸出功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、耐高溫等特點(diǎn)，與PDC鉆頭相配，在深井和復(fù)雜地層中具有提高機(jī)械鉆速、降低鉆井成本的優(yōu)點(diǎn)，引起國(guó)內(nèi)鉆井工程界的關(guān)注，對(duì)該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析也越來(lái)越多。
獨(dú)立懸掛復(fù)式渦輪鉆具是近年來(lái)國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的一種新型對(duì)接式渦輪鉆具，其最大特點(diǎn)是可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)扭矩和壓差的要求來(lái)調(diào)整渦輪節(jié)組合方案，能較好地滿足鉆井作業(yè)的需要。實(shí)踐證明渦輪鉆具的結(jié)構(gòu)對(duì)定轉(zhuǎn)子間隙調(diào)整方法、主要零件的強(qiáng)度及工作壽命有直接的影響。現(xiàn)結(jié)合近年來(lái)的實(shí)踐，就獨(dú)立懸掛復(fù)式渦輪鉆具結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度分析的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行討論。
渦輪鉆具的結(jié)構(gòu)型式較多，可從下面4個(gè)方面進(jìn)行歸類。按組合方式可分為單式渦輪和復(fù)式渦輪鉆具兩大類，按支承軸承結(jié)構(gòu)分為金屬-橡膠推力盤軸承、PDC推力盤軸承、金屬滾動(dòng)軸承、液力軸承結(jié)構(gòu)，其中金屬滾動(dòng)軸承方案又可分為開式泥漿潤(rùn)滑和閉式充油潤(rùn)滑方案；按渦輪定位方式分成觸向固定定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和浮動(dòng)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；按減速形式分為常規(guī)渦輪鉆具和配減速器的渦輪鉆具。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)上實(shí)際應(yīng)用的渦輪鉆具多屬于固定定/轉(zhuǎn)子、金屬滾動(dòng)軸承開式潤(rùn)滑、常規(guī)復(fù)式渦輪鉆具。
復(fù)式渦輪鉆具主要由渦輪節(jié)和支承節(jié)兩類部件組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)渦輪鉆具輸出扭矩的要求和整機(jī)壓降的限制，可采用1 -3根渦輪節(jié)和1根支承節(jié)的組合方案。渦輪節(jié)產(chǎn)生動(dòng)力，支承節(jié)下端接鉆頭，支承節(jié)內(nèi)部推力軸承承受鉆壓。采用單獨(dú)的支承節(jié)方案的優(yōu)點(diǎn)是軸承磨損后可以現(xiàn)場(chǎng)更換支承節(jié)。渦輪節(jié)中定子通過(guò)殼體上的螺紋(直螺紋或錐螺紋準(zhǔn)頭壓緊定子外輪毅，實(shí)現(xiàn)定子的軸向和周向定位并承受單根渦輪節(jié)的反扭矩；主軸上的螺紋值螺紋準(zhǔn)頭壓緊轉(zhuǎn)子內(nèi)輪毅，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的軸向和周向定位并傳遞單根渦輪節(jié)的扭矩。
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