Патент ссср 390251

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 29Л11.1971 (¹ 1640741/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.VII.1973. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания З.XII.1973

М Кл Е 21b 3/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 622.243.92.05 (088.8) Авторы изобретения

Г, М. Кузнецов и P. А. Петрочук

Заявитель Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа

ТУРБОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЗАБОЙНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЪНОЙ

АП ПАРАТУРЪ1

Изобретение относится к гидродинамике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленностях, в частности при телеизмерении забойных параметров процесса бурения и геофизических данных. 5

Для питания забойной аппаратуры используется маломощный индивидуальный турбогенератор, турбина которого состоит из нескольких ступеней статор — ротор, серийной турбины, применяемой для вращения долота. 1О

Недостаточная надежность в работе известной турбины обусловливается быстрым износом опор турбины и узла ввода оборотов в контейнер с генератором из-за высоких оборотов турбины; частым заклиниванием турбины частицами шлама из-за малого проходного сечения между лопатками, при этом частицы шлама часто попадают в промывочную жидкость и забивают лопатки турбины, крутящий момент которой из-за его малости не 20 может их разрушить; неустойчивой работой генератора из-за мягкой характеристики турбины, т. е. значительной зависимости числа оборотов турбины от момента сопротивления.

Целью изобретения является увеличение 25 жесткой характеристики турбины. Это достигается выполнением в статоре турбины спирального канала, направленного вдоль его оси и охватывающего цилиндрический ротор, поверхность которого выполняют с распреде- рО ленными по ее площади углублениями, что увеличивает тангенциальное усилие при обтекании ротора жидкостью за счет увеличения гидродинамического сопротивления, причем для направления основной части потока по спиральному каналу толщину стенок канала делают больше поперечных размеров углублений ротора.

На чертеже показана турбина генератора.

Корпус 1 устройства соединен посредством переходников 2 и 8 с бурильными трубам и.

Внутри корпуса 1 смонтированы статор 4, снабженный спиральным каналом 5, ротор б, цилиндрическая поверхность которого имеет распределенные по ней углубления 7. Ротор б жестко насажен на вал 8, который опирается на радиальные 9, 10 и оксиальный 11 подшипники. Верхний конец вала 8 снабжен лопаткой 12, передающей вращение через гибкий вал 18 валу генератора, расположенного в герметичном контейнере 14.

Устройство работает следующим образом.

При прокачнвании промывочной жидкости через турбину она посредством статора 4 снабженного спиральным каналом 5, направляется по спирали относительно поверхности ротора б.

Движущаяся по спирали жидкость согласно закону гидродинамики для вязких жидкостей создает тангенциальное усилие, величи390251

10 на которого пропорциональна динамической вязкости жидкости, площади поверхности ротора, охватываемой спиральным каналом, квадрату градиента скорости и косинусу угла между направлением движения жидкости и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения ротора.

Для увеличения взаимодействия жидкости с ротором б и получения зависимости момента от оборотов, близкой к квадратичной, на его поверхности расположены углубления, что значительно увеличивает трение жидкости о поверхность ротора.

Таким образом, при движении жидкости по спирали относительно шероховатой поверхности ротора возникает тангенциальное усилие, приводящее во вращение ротор, и посредством лопатки 12, жестко связанной с валом 8 ротора б, во вращение приводится гибкий вал 18 генератора, расположенного в контейнере 14, Сечение спирального канала 5 больше наибольшего сечения частиц шлама, что исключает заклинивание турбины.

При изменении момента на валу турбины обороты изменяются незначительно, так как характеристика турбины близка к квадратичной, что обеспечивает устойчивую работутурбогенератора.

Предмет изобретения

Турбогенератор для забойной измерительной аппаратуры, содержащий корпус, статор турбины со спиральным каналом, цилиндрический ротор, вал, радиальные и оксиальные подшипники, генератор с гибким валом и контейнер, отличающийся тем, что, с целью обеспечения жесткой характеристики турбины, цилиндрический ротор имеет ячеистую поверхность.

390251

Узел I

Редактор Л. Струве

Заказ 3606)11 Изд. № 1721 Тираж 576 Полонсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Кузнецов

Техред 3. Тараненко

Корректоры: A. Николаева н М. Коробова