Забойный двигатель

 

Союз Советскни

Соцналистическна

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««891875 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (5l)M. Кл.

Е 21 В 4/14 (22) Заявлено 05.04.78(21) 2600183/22-05 с присоединением заявки №

1воударстеаииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень ¹ 47 ив делам изобретений м открытий (53) УДК 622.243. .92.05 (088. 8) Дата опубликования описания ;i5, 12,81 (72) Авторы изобретения

В. Е. Мазеин и И. К. Князев!

Пермский филиал Всесоюзного ордена Трудовото Красного

Знамени научно-исследовательского института буровой техники (7l ) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к забойным двигателям и предназначено для бурения скважин на полезные ископаемые.

Известен турбобур с вращающимся корпусом, содержащий рабочий элемент, вы

5 полненный в виде неподвижной системы статора, размешенной в центре, и подвижной системы ротора, находящий в корпусе и вращающейся вместе с ним. Рабочий элемент трубобура связан со шпинделем.

Лопатки ротора и статора чередуются между собой и имеют противоположный наклон.

Лоток промывочной жидкости направляется неподвижными лопатками статора на лопатки ротора и происходит вращение корпуса, к которому навернуто долото (1).

В известном трубобуре довольно сложная система неподвижного статора с подвижным ротором, имеющим более 300 эз деталей. При сработке подшипников шпинделя детали ротора начинают касаться деталей статора, в результате двигатель выходит из строя. Перекос вращающейся

2 массы на периферию ухудшает условтев работы радиальных опор в рабочем элементе и снижает их стойкость.

Известен также забойный двигатель, содержащий ротор с винтовыми каналами и шпиндель (2, Недостатком известного двигателя является низкая энергетическая характеристика, обусловленная высокими скоростями вращения и низким крутящим моментом на долоте.

Целью изобретения является улучше- ние энергетической характеристики забойного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что ротор выполнен в виде, корпуса, вмешаю-. шего концентрично установленные один в другой сердечники, на наружной поверхности которых выполнены винтовые каналы, причем винтовые каналы выполнены с плавно уменьшающимся от входа к..выходу сечением, а внутренние поверхности корпуса и сердечников облицованы элас тичным материалом.

25 формула изобретения

Забойный двигатель,соцержащий ротор с винтовыми каналами и шпиндель, о тФ л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения энергетической характеристики, ротор выполнен в виде корпуса, вмещающего концентрично установленные один в другой сердечники, на наружной поверх35 ности которых выполнены винтовые кана° лы, причем винтовые, каналы выполнены с плавно уменьшающимся от входа к вы» ходу сечением, а внутренние поверхности корпуса и сердечников облицованы элас40 тичным материалом.

3 89

На фиг. l изображен забойный двигатель с вырывом места конусных соединений, разрез; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Ствол шпинделя 1, имеющий присое динительную резьбу на бурильные трубы (на чертеже нв показан), шаровым подшип ником 2 соединяется с корпусом шпинде» ля 3. В шпинделе имеется уплотнение 4.

К корпусу шпинделя 3 крепится корпус ротора 5. Внутренняя поверхность корпуса 5 облицована эластичной обкладкой 6, например резиновой. В нижней части корпус 5 имеет резьбу для присоединения долота .(на чертеже не пока,зано).

В корпус ротора 5 помещается сердеч. ник 7, имеющий на наружной поверхности винтовые каналы о и на внутренней поверхности обкладку 8 иэ эластичного материала.

В сердечнике 7 концентрично разме. щается сердечник 9, имеющий на поверхности винтовые каналы Ъ, подобные каналам б . Полых сердечников 7, но разного диаметра и- размещенных друг в друге, может быть 2, 3 и т.д.

Сердечники 7 и 9 внизу имеют конусы с для жесткой связи между собой и с корпусом 5.

Винтовые каналы 0 и Ь от входа до выхода промывочной жидкости выпол нены с плавно уменьшающимся сечением и могут иметь один и тот же угол к оси ротора или разный, например 45 и

Забойный двигатель работает следую щим образом.

Пройдя шпиндель, поток промывочной жидкости поступает в винтовые каналы сердечника ротора. При движении жидкости внутри винтового канала создаются силы трения и возникает перепад давления по длине канала. Благодаря криволинейности канала, возникающие .реактивные силы не уравновешиваются и появляется

187 5 ф сила, создающая крутящий момент. Сумма таких сил и вращает ротор.

Изменением количества каналов, их длины, криволинейности и плошадей сечения на вхоДе и выходе регулируются параметры энергетической характеристики, в том числе и скорость вращения ротора с долотом.

Отсутствие в рабочем элементе двиie гателя деталей, вращающихся друг относительно друга,. существенно упрощает конструкцию и снижает количество деталей. Стойкость ротора зависит от стойкости винтовых каналов,"которые испытывают действие абразивных частиц в промывочной жидкости. Шпиндель забойного двигателя взаимоэаменяем и может ме» няться на буровой, Использование предлагаемого забойно20 го двигателя позволяет снизить скорость вращения вала и повысить крутящий мо-. мент на долоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N9 115725, кл. Е 21 В 3/12, 1957.

2. Патент США % 2753154, кл. 175/107, 1956.