Двигатель типа ТНВ-195

Наибольшее применение имеет двигатель типа ТНВ-195 (рис. 3.56) с наружным диаметром 195 мм. Он состоит из серийной шпиндельной, двух турбинных секций, оснащенных 220 ступенями турбины А7ПЗ (А7ПЗБК), и винтового модуля. Винтовой ротор с валом верхней турбинной секции соединен посредством торсиона.

Рис. 3.56. Турбинно-винтовой двигатель типа ТНВ-195
1 – верхний переводник; 2 – резьба РКТ 177 х 5,08х 1 /16; 3 – резьба МК 94 х 4 х 1/32; 4 – корпус винтового модуля; 5 - турбинная секция; 6 - шпиндельная секция; 7- переводник наддолотный. 

Основным фактором высокой надежности этих двигателей является обеспечение легких условий работы его винтовой пары и осевой опоры. Рабочие органы ТНВ компонуются таким образом, чтобы требуемый рабочий момент силы при его необходимом запасе создается собственно турбиной. При этом функция винтовой пары сводится к стабилизации рабочей частоты вращения вала. Достигается это тем, что винтовая рабочая пара включается в работу только при отклонениях момента силы от расчетного. Так, если момент силы в системе «долото — забой» оказывается ниже расчетного, вследствие пониженной моментоемкости или нагрузки на долото, то винтовая пара переходит на насосный режим, частично разгружая при этом буровой насос. При возникновении в системе «долото — забой» момента силы выше расчетного винтовая пара переходит на двигательный режим, создавая дополнительный момент силы при соответствующих перепадах давления.

Происходит улучшение условий работы осевой опоры двигателя на режиме холостого хода и близкого к нему. При этом через винтовой ротор на опору действует сила, направленная снизу вверх, частично уравновешивая гидравлическую силу от перепада давления на турбине. По мере нагружения двигателя сила, действующая на винтовой ротор, снижается, однако примерное силовое равновесие на осевой опоре сохраняется в результате компенсирующего действия силы реакции забоя. Такой механизм силового взаимодействия не только допускает применение в низкооборотной машине резинометаллической опоры, но и позволяет нарабатывать на ней на 600 ч.

Принципиальное значение имеет место расположения винтового модуля в турбинно-винтовом двигателе. При размещении винтового модуля над турбинными секциями удается существенно снизить влияние поперечных вибраций на работу долота. Такое размещение винтового модуля исключает аварийно-опасное раскрепление двигателя, повышает надежность узлов соединения винтового ротора с роторной системой турбинной части двигателя.