Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура

 

СОюз tosetcKHx

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»793881 (61} Дополнительное к. авт. свид-ву (22) 3аявлено 09,01.78 (21) 2566964/ 2-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 3012,80, Бюллетень Мо 48

Дата опубликования описания 30 .12 . 80

{5!)М. Кл.з

Е 21 В 4/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

{53) УДК 622.243. .92.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Садчиков и А. В. Агуреев

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ТУРБОБУРА

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, регулирующим скорость вращения вала турбобуров, широко используемых для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура, включающий корпус, шпиндель, раз— мещенныи в нем с помощью подшипника, полый шток; взаимодействующий со шпинделем через тела качения, поме—

Шенные в сопрягаемых винтовых канавках, выполненных на штоке и шпинделе, и образующий с корпусом кольцевую камеру, сообщенную каналами с внешним пространством, причем верхний конец штока снабжен клапаном, взаимодействующим с седлом, выполненным в проточной части корпуса над каналами Г11.

Недостатком устройства является невозможность регулирования максимальной скорости врашения вала турбобура .

Наиболее близким решением иэ иэ- 25 вестных является устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура, включающее корпус, центробежный регулятор, установленный на валу упругий элемент, взаимодействую- 3р ший с втулкой, регулируюшей перекры- тие сливного канала 2 .

Недостатком устройства является то, что оно работает не только в функции скорости вращения вала турбобура, но и перепада давления на турбине. Поскольку на перепад давления на турбине влияют многие незави— симые от скорости врашения вала возмущающие воздействия (пульсация расхода, изменение удельного веса рабочеи жидкости и т.д.), то регулирование скорости вращения с достаточной точностью осуществимо быть не может.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

Это достигается тем, что устройство снабжено фрикционными дисками, установленными на валу турбобура и на втулке с воэможностью осевого перемещения и взаимодействия с центробежным регулятором, сливной канал выполнен в корпусе, а втулка установлена с воэможностью поворота вокруг оси, причем упругий элемент связан ,с корпусом при помощи резьбового сое, динения .

79188

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования скорости вращения вала турбобурау на фиг. 2 - сечение

A-A на фиг. 1.

Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура включает корпус 1, в котором размещен сливной канал 2, штифт 3, пропущенный в прорезь 4 подвижной втулки 5, установленной в корпусе с возможностью поворота вокруг оси и регулирующей перекрытие сливного канала 2.

Упругий элемент б с определенным вылетом В связан с корпусом при помощи резьбового соединения на болте

7, зафиксированном контрогайкой 8.

Подвижная втулка выполнена с ка- И налами 9 и 10 соответственно для сброса и пропуска рабочей жидкости, а также продольными проточками 11, в которых расположены выступы фрикционных дисков 12, поочередно установлен- Я ных с фрикционными дисками 13, выступы которых вмонтированы в продольные проточки 14 вала 15 . Диск. 16, выступы которого расположены в продольных проточках вала, выполнен с наклонной поверхностью, зафиксирован в крайнем положении пружиной 17 и сопряжен с чувствительным элементом 18 центробежного регулятора, который шарнирно закреплен на стакане 19, жестко связанном с валом посредством болта 20.

Корпус устройства жестко связан с корпусом 21 турбобура, à его вал — с валом 22 турбобура.

Устройство работает следующим образом .

3$

При скорости вращения вала 15, менее или равной предельно установленной скорости, определяемой весом чувствительного элемента 19 центробежного регулятора и вылетом упруго- ф) го элемента б, каналы 2 и 9 соответственно в .корпусе 1 и подвижной втулке 5 разобиЕиы.

В этом положении вся рабочая жидкость через каналы 10 для пропуска рабочей жидкости поступает в турбину турбобура, а на его валу обеспе« чен максимальный момент.

При превышении предельно установленной скорости вращения вала 15 (вследствие малого крутящего момента или других причин) чувствительный элемент 19 воздействует на наклонную поверхность диска 1б, в результате чего диски 13 входят в соприкосновение с дисками 12 и за счет сил тре- H ния проворачивают их, а вместе с ними и подвижную втулку 5, до совмещение каналов 2 и 9 соответственно в корпусе 1 и подвижной втулке 5.

Тогда часть рабочей жидкости уйдет в затрубное пространство, минуя турбину турбобура, и скорость вращения вала снизится до предельно установленной .

Таким образом поддерживается предель но у становле иная скорость в раще— ния вала.

И зме н ение предель но уста нов ле иной скорости вращения вала легко осуществляется изменением величины вылета

6 упругого элемента б при помощи болта 7, фиксируемого в корпусе контргайкой 8, или уже весом чувствительного элемента.

С увеличением вылета усилие для получения необходимой деформации пружины, с целью совмещения каналов 2 и 9 соответственно в корпусе 1 и подвижной втулке 5, потребуется меньше, следовательно, меньше будет и предельно установленная скорость, и наоборот.

Таким образом, регулирование скорости вращения вала турбобура происходит только в функции скорости вращения вала.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура, включающее корпус, центробежный регулятор, установленный на валу, упругий элемент, взаимодействующий с втулкой, регулирующей перекрытие сливного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования оно снабжено фрикционными дисками, установленными на валу турбобура и на втулке с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с центробежным регулятором, сливной канал выполнен в корпусе, а втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси, причем упругий, элемент связан с корпуссм при помощи резьбового соединения .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 4482б3, кл . Е 21 В 3/12, 28.03.73.

2. Патент США Р 3802515,кл .173/12, опублик. 09 .04.74.

791881

Составитель В. Коротков

Редактор A. Купрякова Техред A.Бабинец Корректор C . .Щсмак

Закаэ 94 3 30 Тираж б26 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r . .Ужгород, ул . Проектная,