Винтовой забойный двигатель

 

Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение ресурса работы двигателя путем расширения диапазона автокомпенсации износа героторного механизма. Для этого двигатель имеет центрирующие диски 7 и 8 с закрепленными на них стержнями 10. Эластичная оболочка статора 2 двигателя расположена с зазором относительно корпуса 1 с образованием кольцевой полости и армирована стержнями 10. Диски 7 и 8 установлены по торцам оболочки статора 2 и закреплены в корпусе 1 двигателя. В диске 7 со стороны полости высокого давления выполнены отверстия промывочной жидкости в кольцевую полость. В рабочем состоянии практически независимо от степени износа сопряжения "ротор-статор" обеспечивается гарантированное взаимодействие их поверхностей на участке сопряжения, т.е. автокомпенсация износа сопряжения. Верхний, обращенный к полости высокого давления диск 7 целесообразно иметь сменным. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 Е 21 В 4/02

М c

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4243349/23-03 (22) 11.05.87 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Московский институт нефти и газа им. И. М. Губкина и Производственное объединение «Сургутнефтегаз» (72) Ю. П. Плодухин, Б. Я. Сачек, Д. А. Дергобузов, Д. Ф. Балденко и А. С. Поленов (53) 622.243.92 (088.8) (56) Патент (ША № 3443482, кл. 91 — 93, опублик. 1966. (54) ВИНТОВОЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к буровой технике. Цель — повышение ресурса работы двигателя путем расширения диапазона автокомпенсации износа героторного механизма

1594258 A 1

Для этого двигатель имеет центрирующие диски 7 и 8 с закрепленными на них стержнями 10. Эластичная оболочка статора 2 двигателя расположена с зазором относительно корйуса 1 с образованием кольцевой полости и армирована стержнями 10.

Диски 7 и 8 установлены по торцам оболочки статора 2 и закреплены в корпусе ) двигателя. В диске 7 со стороны полости высокого давления выполнены отверстия промывочной жидкости в кольцевую полость.

В рабочем состоянии практически независимо от степени износа сопряжения ротор— статор обеспечивается гарантированное взаимодействие их поверхностей на участке сопряжения, т. е. автокомпенсация износа сопряжения. Верхний диск 7, обращенный к полости высокого давления, целесообразно иметь сменным. 2 ил.

1594258

Изобретение относится к буровой технике и касается конструкции винтовых забойных двигателей.

Целью изобретения является повышение ресурса работы винтового забойного двигателя путем расширения диапазона автокомПенсации износа героторного механизма.

На фиг. 1 представлен винтовой забойный двигатель с эластичной оболочкой статора, армированной каркасом из стержней, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1.

Винтовой забойный двигатель содержит корпус 1, расположенный внутри него многозаходный героторный механизм, содержащий статор 2 и ротор 3, вал шпиндельной секции 4, установленный в радиальных опорах 5 скольжения и посредством соединительного элемента 6 (карданного или торсионного вала), соединенного с ротором 3.

На внутренней поверхности статора и наруж.ной поверхности ротора выполнена многозаходная винтовая нарезка с разницей в количестве выступов статора и ротора, равной единице. Для восприятия осевых усилий в корпусе установлен осевой подшипник (не показан). Эластичная оболочка статора, Выполненная из упругого материала, в частности резиновая, соединена с центрирук 1цими дисками 7 и 8, установленными,по торцам эластичной оболочки и взаимодействующими своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью корпуса.

В верхнем диске, обращенном к полости высокого давления а, имеются равномерно расположенные в окружном направлении сквозные отверстия 9, сообщающие полость высокого давления а с кольцевой полостью между корпусом и статором, которые во избежание зашламования кольцевой полости целесообразно выполнять щелевыми.

Для повышения осевой жесткости статор снабжен армирующим каркасом, выполненным в виде равномерно расположенных в окружном направлении в его эластичных стенках армирующих стержней 10, жестко связанных с крайними центрирующими дисками.

Так как длина статора значительно превышает его диаметр, то возможно центрирование эластичной оболочки статора с помощью нескольких дисков. Диски равномерно устанавливаются по длине статора и с помощью проставочных колец фиксируются на корпусе (не показано). Таким образом оболочка статора обретает осевую жесткость, но сохраняет податливость стенки в радиальном направлении.

Двигатель работает следующим образом.

П ромывочная жидкость, поступая под большим давлением (=40 атм) в полость а, по колонне бурильных труб, к которой крепится двигатель, попадает в полости рабочих камер героторного механизма, образоВерхний диск 7, обращенный к полости высокого давления, целесообразно иметь сменным. В начале работы, когда износ ротора еще не критичен, т. е. не лимитирует производительность процесса бурения и вопрос его компенсации еще не стоит, этот диск может быть сплошным, без отверстий.

Таким образом в этот период не создается дополнительный подпор, поджимающий оболочку статора к ротору, что на этом этапе лишь интенсифицирует износ. Когда же износ ротора достигает предельного значения, сплошной диск при очередном подъеме заменяется на аналогичный диск с отверстиями.

Формула изобретения

Винтовой забойный двигатель, содержащий полый корпус, размещенные внутри него с образованием полостей низкого и высокого давления многозаходный героторный механизм, включающий соосно расположенный статор с.эластичной оболочкой и установленный внутри статора ротор, а также приводной вал шпиндел ьной секции, соединенный с ротором нежесткой связью, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы двигател я путем расширения диапазона автокомпенсации износа

55 ванные ротором 3 и статором 2 вследствие разницы в количестве выступов в них. Возникающий на роторе крутящий момент вызывает его планетарное движение относи5 тельно статора, которое посредством соединительного элемента 6 преобразуется во вращательное движение вала шпинделя 4. Из рабочих полостей промывочная жидкость через отверстия в валу шпинделя (не показан) и его внутреннюю полость попадает к породоразрушающему инструменту (не показана) и далее на забой скважины.

Одновременно с .подачей к героторному механизму промывочная жидкость через отверстия верхнего фланца попадает в кольцевую полость между корпусом и статором.

Так как между статором и ротором промывочная жидкость течет с большей скоростью, а в полости между корпусом и статором такого истечения нет, возникает пе20 репад давлений, который постоянно действует в радиальном направлении на боковую поверхность эластичного статора, всегда поджимая его к ротору при его планетарном движении, Вследствие вращения ротора резул ьтирующий вектор радиального усил ия

25 поджатия также вращается.

Таким образом, в рабочем состоянии независимо от степени износа сопряжения ротор-статор обеспечивается гарантированное взаимодействие их поверхностей на участке сопряжения, т. е. автокомпенсация изно30 „„пряж,„,„

6 центрирующие диски установлены по торцам оболочки и закреплены в корпусе двигателя, при этом в верхнем центрирующем диске со стороны полости высокого давления, выполнены отверстия для подачи промывочной жидкости в кольцевую полость.

1594258 героторного механизма, он снабжен центрирующими дисками с закрепленными на них стержнями, причем эластичная оболочка статора расположена с зазором относительно корпуса, с образованием кольцевой полости, и армирована стержнями, а

Составитель А. Хромин

Редактор И. Дербак Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 2816 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101