Turbopora on eräänlainen poraustyökalu , hydraulinen porausmoottori, jossa porausnesteen ( porauslietteen ) virtauksen hydraulinen energia muunnetaan kallionleikkaustyökaluun (poranterään) yhdistetyn akselin mekaaniseksi pyörimisenergiaksi. Työkappale , jossa energiaa muunnetaan, on monivaiheinen aksiaaliturbiini .
Ensimmäinen teollinen turboporan malli keksittiin ja valmistettiin vuosina 1922-1923. Neuvostoliitossa M. A. Kapelyushnikov , S. M. Volokh ja N. A. Korneev. Se oli vaihdella varustettu turbopora, jossa oli yksivaiheinen turbiini, jonka avulla öljykaivoja voitiin porata ilman porausputkien pyörittämistä. Kuitenkin yksivaiheisen turbiinin ja vaihteiston pienennyskestävyyden vuoksi Kapelyushnikov-turbopora oli teknisillä ja taloudellisilla indikaattoreilla huonompi kuin tuolloin nopeasti kehittynyt pyörivä porausmenetelmä. Vuoteen 1933 mennessä turbiiniporaus Neuvostoliitossa korvattiin melkein kokonaan pyörivällä porauksella. Samaan aikaan arvokas kokemus ensimmäisestä turbiiniporauksesta, joka osoitti moottorin siirtämisen toteuttamiskelpoisuuden ja hyödyllisyyden poranterän pyörittämiseksi kaivon pohjalle, osoitti useita tärkeitä etuja kiertomenetelmään verrattuna: merkittävä lisäys. porausnopeuksilla, suuntakaivojen poraamisen mahdollisuus, porausputkien onnettomuuksien jyrkkä väheneminen ja muut. Siksi vuonna 1934 maahan perustettiin erityinen suunnitteluorganisaatio - Turbiiniporauksen kokeellinen toimisto (EKTB), johtavat asiantuntijat joista ovat P. P. Shumilov, R. A. Ioannesyan , M. T. Gusman ja E. I. Tagiyev, jotka osallistuvat aktiivisesti turboporien suunnittelun parantamiseen. Turbiiniporaustekniikan jatkokehitys seurasi monivaiheisilla aksiaalityyppisillä turbiineilla varustettujen vaihteettomien turboporien luomista. Näiden turboporien käyttö mahdollisti laajamittaisten pysty- ja suuntakaivojen rakentamisen Ural-Volgassa, Länsi-Siperiassa ja muilla maan öljy- ja kaasualueilla. Öljy- ja kaasukaivojen porauksessa käytettävät modernit turboporat kehitettiin 60-90-luvulla All-Union Scientific Research Institute of Drilling Technologyssa (VNIIBT). Työ tehtiin kahdessa osastossa. Korkean momentin turboporien laboratorio professori R. A. Ioanesyanin johdolla - Yu. R. Ioanesyan, V. S. Lapovok, B. V. Kuzin, D. G. Malyshev ja muut M. Nikitin, G. A. Lyubimov, V. P. I. Shumilov, A., B., jne.
Turbopora sisältää kotelon, turbiinin akselin, aksiaalilaakerin akselin, jossa on sisäinen sylinterimäinen ontelo, turbiinin roottorit , jotka on asennettu sarjaan turbiinin akselille, ja turbiinin staattorit kotelossa , radiaalilaakerit, turbiinin akselin mutterin, aksiaalilaakerin, nippa, vähintään yksi kanava, joka tarjoaa hydraulisen yhteyden viimeisen turbiinin roottorin ontelon ja aksiaalisen tukiakselin sisäisen sylinterimäisen ontelon välillä. Turbiinin akseli ja aksiaalituen akseli on liitetty toisiinsa kierteellä, ja tämän liitoksen kääntämiseen tarvittava vääntövoima on suurempi kuin turbiinin akselin mutterin vääntövoima. [yksi]
Koska turbopora asennetaan suoraan kallionleikkuutyökalun yläpuolelle, energian ja vääntömomentin lähde on pintapumpun paineen alaisena liikkuvan nestevirran paine.
Porausnesteen virtaus porauslangan läpi syötetään turboporan ensimmäiseen vaiheeseen. Ensimmäisen vaiheen staattorissa muodostuu nestevirtauksen suunta, eli neste, joka on ohittanut staattorin kanavat, saa suunnan. Siten staattori on turbiinin ohjauslaite.
Staattorin kanavista tulevat nestevirrat tulevat roottorin siipille tietyssä kulmassa ja kohdistavat roottoriin voiman, minkä seurauksena liikkuvan nesteen energia synnyttää voimia, jotka pyrkivät kääntämään turbiinin akseliin jäykästi kytkettyä roottoria. Ensimmäisen vaiheen roottorikanavista tuleva nestevirtaus menee toisen vaiheen ohjaussiipiin, joissa nesteen virtaussuunta muodostetaan uudelleen ja se syötetään toisen vaiheen roottorin siipille. Vääntömomentti syntyy myös toisen vaiheen roottoriin.
Tämän seurauksena neste kulkee paineenergian vaikutuksesta turboporaturbiinin kaikkien vaiheiden läpi ja syötetään erityisen kanavan kautta kiven leikkaustyökaluun. Monivaiheisissa turboporissa kaikkien portaiden vääntömomentit summataan akselille. Turbiinin toiminnan aikana syntyy turboporan runkoon liikkumattomana kiinnitetyille staattoreille reaktiivinen momentti, joka on arvoltaan sama, mutta suunnaltaan vastakkainen. Reaktiomomentti turboporan rungon läpi välittyy poraputkiin ja kiertää ne tiettyyn kulmaan poran jäykkyydestä ja pituudesta riippuen.