ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к горному делу, в частности к подземному буровому оборудованию, используемому в качестве привода для вращения долота.

Известен гидравлический забойный двигатель, включающий полый цилиндрический корпус, концентрично которому, с образованием камеры, размещен ротор, между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ротора размещено винтовое складывающееся уплотнение из эластичного материала, армированного стальными пластинками и жестко установленного на винтовой расточке ротора, с тыльной стороны уплотнение опирается на стенку расточки, в корпусе выполнены тангенциальные каналы, направленные на тыльную сторону уплотнения [1].

Недостатком такого устройства является сложность конструкции и потеря подвижности уплотнительного элемента при его забивании песком и грязью.

Известен забойный поршеньковый двигатель, включающий полый цилиндрический корпус с боковыми камерами, в котором размещен полый ротор, в радиальное отверстие которого установлены уплотняющие поршеньки [2].

Недостатком такого устройства является невозможность обеспечения надежного уплотнения из-за отсутствия усилия прижима поршеньков к стенкам корпуса при низких оборотах ротора.

Задача, стоящая при создании забойного двигателя, состоит в разработке устройства, обеспечивающего надежность и подвижность уплотнительного элемента.

Техническим результатом настоящего изобретения является надежное обеспечение уплотнения винтовой поверхности ротора относительно стенок корпуса.

Технический результат достигается тем, что известный забойный двигатель, включающий полый цилиндрический корпус с боковыми камерами, полый ротор, расположенный внутри корпуса и снабжен радиальными отверстиями, в которых размещены уплотняющие поршеньки снабжен еще эластичным герметичным чулком, размещенным во внутренней поверхности ротора с возможностью контакта с торцами поршеньков, чулок нижней частью опирается на торцовую стенку ротора со стороны выхода жидкости, а со стороны входа жидкости чулок жестко соединен с передним торцом ротора.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Изобретение позволит достичь результат, удовлетворяющий давно существующую проблему на промыслах, попытки решить которую долгое время не удавались специалистам.

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показан поперечный разрез, на фиг. 2 - продольный разрез.

Забойный двигатель содержит корпус 1, в полости которого размещен ротор 2. Между внутренней полостью корпуса и наружной ротора 2 образована камера 3, которую можно достичь за счет смещения осей корпуса 1 и ротора 2 или дополнительной расточкой первого. В теле ротора 2 выполнены радиальные отверстия 4, расположенные вдоль по винтовой линии, в которые установлены поршеньки 5, представляющие собой уплотнительные элементы. Во внутренней полости 6 ротора 2 размещен эластичный герметичный чулок 7, который нижней частью опирается на торцовую стенку 8 ротора 2 со стороны выхода жидкости. Передней частью со стороны входа жидкости чулок 7 жестко соединен с передним торцом ротора 2, например, при помощи клина 9 с фиксирующими винтами 10 или обычных фланцев, или колец.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, поступая в камеру 3, действуя, как клин, на винтовую линию ротора 2, начинает вращать его в заданном направлении. При этом, по мере отдаления от входа вниз за счет гидравлических сопротивлений и потерь на работу, ее давление падает. Одновременно жидкость поступает и в камеру 6, но она находится там в статическом состоянии, сохраняя свое первоначальное давление. Благодаря разнице этих давлений, а также стенкам чулка 7 с площадью F₂, превышающую площадь F₁, самих поршеньков, обеспечивается постоянное прижатие поршеньков 5 к стенкам корпуса 1, за счет чего и создается надежное уплотнение винтовой линии по всей длине. В случае проникновения жидкости в герметичную полость между ротором 2 и чулком 7 через уплотнения поршеньков, она через отверстие 11, предусмотренное в роторе 2, отводится в область низкого давления.

Забойный двигатель предназначен для приведения во вращение долота при бурении скважин. В полости корпуса размещен ротор, а между наружной поверхностью ротора и внутренней полостью корпуса образована камера. В теле ротора выполнены радиальные отверстия, расположенные по винтовой линии, в которые установлены уплотняющие поршеньки. Во внутренней полости ротора размещен эластичный герметичный чулок, который нижней частью опирается на торцевую стенку ротора со стороны выхода жидкости, а передней частью со стороны входа жидкости чулок жестко соединен с передним торцом ротора. Эластичное герметичное уплотнение обеспечивает надежную герметизацию винтовой поверхности ротора относительно стенок корпуса. 2 ил.

Забойный двигатель, включающий полый цилиндрический корпус с боковыми камерами, полый ротор, расположенный внутри корпуса и снабженный радиальными отверстиями, в которых размещены уплотняющие поршеньки, отличающийся тем, что двигатель снабжен эластичным чулком, размещенным во внутренней поверхности ротора с возможностью контакта с торцами поршеньков, чулок нижней частью опирается на торцевую стенку ротора со стороны выхода жидкости, а со стороны входа жидкости чулок жестко соединен с передним торцом ротора.