СТАТОР ВИНТОВОЙ ГИДРОМАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к винтовым забойным двигателям и может быть использовано в нефтегазодобывающей, горной отраслях промышленности.

В качестве прототипа по обоим вариантам принято описание изобретения «Статор винтовой героторной гидромашины» к патенту №2283416, МПК Е21В 4/02, опубл. 10.09.2006. Упомянутый статор винтовой героторной гидромашины содержит полый корпус, установленную в нем статорную гильзу с внутренними винтовыми многозаходными зубьями, а также закрепленную в статорной гильзе обкладку с внутренними винтовыми многозаходными зубьями, выполненную из эластомера, например из резины. Статорная гильза выполнена в виде ряда ступеней, внутренние многозаходные зубья в каждой из которых являются продолжением внутренних винтовых многозаходных зубьев смежной ступени, а поверхности контактирующих торцов выполнены замкнутыми в окружном направлении. Полый корпус содержит, по меньшей мере, два переходника, расположенные по его краям и охватывающие ряд ступеней статорной гильзы, а край, например торец, каждой ступени статорной гильзы скреплен с краем, например с торцами, корпуса и переходника при помощи кольцевого сварного шва.

Признаки, являющиеся общими для прототипа и заявленного устройства по 1-му варианту, состоят в наличии у изобретения полого цилиндрического корпуса с концевыми переходами и установленной в нем гильзы с внутренними винтовыми зубьями, в наличии закрепленной в гильзе обкладки, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера.

Признаки, являющиеся общими для прототипа и заявленного устройства по 2-му варианту, состоят в наличии у изобретения полого цилиндрического корпуса с концевыми переходами и установленной в нем гильзы с обкладкой по внутренней поверхности, выполненной из эластомера.

Задача, решаемая изобретениями, состоит в расширении арсенала применяемых статоров винтовых гидромашин.

Решение указанной задачи по 1-му варианту изобретения достигается тем, что в известном статоре винтовой гидромашины, включающем полый цилиндрический корпус с концевыми переходами, установленную в нем гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленную в ней обкладку, повторяющую форму ее внутренней поверхности и выполненную из эластомера, согласно изобретению полый цилиндрический корпус и гильза выполнены цельными, гильза снабжена отверстиями в зоне впадин винтовых зубьев, установлена в корпусе на винтах с кольцевым зазором, который заполнен эластомером через упомянутые отверстия в гильзе. При этом в обоих концевых переходах корпуса установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.

Решение указанной задачи по второму варианту изобретения достигается тем, что в известном статоре винтовой гидромашины, включающем полый цилиндрический корпус с концевыми переходами и установленную в нем гильзу с обкладкой, выполненной из эластомера, согласно изобретению полый цилиндрический корпус с концевыми переходами и гильза выполнены цельными, гильза установлена в корпусе на винтах с кольцевым зазором, ее внутренняя поверхность выполнена гладкой, и на ней закреплены прутки, расположенные по ходу винтовых зубьев, между которыми расположены отверстия, через которые кольцевой зазор заполнен эластомером. Обкладка, повторяя внутреннюю поверхность гильзы с прутками, образует винтовые зубья, в основании выступов которых расположены прутки, при этом в каждом концевом переходе корпуса установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено углублением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает кольцевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.

Новыми по отношению к прототипу признаками изобретения по 1-му варианту являются выполнение полого цилиндрического корпуса и гильзы цельными, выполнение в гильзе отверстий в зоне впадин винтовых зубьев, установка гильзы в корпусе на винтах и с кольцевым зазором, заполнение кольцевого зазора через упомянутые отверстия эластомером, установка в кольцевых переходах корпуса ступенчатой втулки, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.

Новыми по отношению к прототипу признаками изобретения по 2-му варианту являются выполнение полого цилиндрического корпуса с концевыми переходами и гильзы цельными, установка гильзы в корпусе на винтах с кольцевым зазором, выполнение ее внутренней поверхности гладкой и закрепление на ней прутков, расположенных по ходу винтовых зубьев, между которыми выполнены отверстия, через которые кольцевой зазор заполнен эластомером. Обкладка, повторяя внутреннюю поверхность гильзы с прутками, образует винтовые зубья, в основании выступов которых расположены прутки. Новыми признаками является также установка в обоих кольцевых переходах корпуса ступенчатой втулки, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг.1 изображен статор винтовой гидромашины в продольном разрезе, 1-й вариант;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

на фиг.3 изображен статор винтовой гидромашины в продольном разрезе, 2-й вариант;

на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.

Статор винтовой гидромашины по 1-му варианту (фиг.1) содержит полый цельный цилиндрический корпус 1 с концевыми переходами 2. В корпусе 1 с помощью винтов 3 установлена с зазором 4 цельная гильза 5. Гильза 5 по внутренней поверхности выполнена с винтовыми зубьями 6 и отверстиями 7, расположенными во впадинах зубьев. На внутренней поверхности гильзы 5 закреплена обкладка 8, выполненная из эластомера, например из резины, и заполняющая через отверстия 7 зазор 4 между гильзой 5 и корпусом 1. В обоих концевых переходах 2 корпуса 1 установлена ступенчатая втулка 9, заплечико которой упирается в торец гильзы 5 и снабжено уплотнением 10, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает кольцевой участок обкладки 8 к внутренней поверхности гильзы 5.

Конструкция статора при его использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток бурового раствора под давлением по колонне бурильных труб подается в винтовые камеры, образованные винтовыми зубьями статора и винтовыми зубьями ротора (на чертеже не показан). В винтовых камерах создается высокое давление, которое, воздействуя на боковые поверхности винтовых зубьев, преобразуется в крутящий момент, приводящий во вращение ротор.

Статор винтовой гидромашины по 2-му варианту (фиг.3) содержит полый цилиндрический цельный корпус 1 с концевыми переходами 2. В корпусе с помощью винтов 3 установлена с зазором 4 цельная гильза 5 с гладкой внутренней поверхностью. На внутренней поверхности гильзы закреплены прутки 11, установленные по ходу винтовых зубьев, а между ними расположены отверстия 7. На прутках 11 и внутренней поверхности гильзы 5 закреплена обкладка 8, выполненная из эластомера, например из резины, и заполнившая (заполняющая) зазор 4 между корпусом 1 и гильзой 5 через отверстия 7. В обоих концевых переходах 2 установлена ступенчатая втулка 9, заплечико которой упирается в торец гильзы 5 и снабжено уплотнением 10, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки 8 к внутренней поверхности гильзы 5.

Конструкция статора при его использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток бурового раствора под давлением по колонне бурильных труб подается в винтовые камеры, образованные винтовыми зубьями статора и винтовыми зубьями ротора (на чертеже не показан). В винтовых камерах создается высокое давление, которое, воздействуя на боковые поверхности винтовых зубьев, преобразуется в крутящий момент, приводящий во вращение ротор.

Изобретение относится к винтовым забойным двигателям и может быть использовано в нефтегазодобывающей, горной и др. отраслях промышленности. Статор содержит полый цельный цилиндрический корпус с концевыми переходами. В корпусе с помощью винтов установлена с зазором цельная гильза. Гильза по внутренней поверхности выполнена с винтовыми зубьями и отверстиями, расположенными во впадинах зубьев. На внутренней поверхности гильзы закреплена обкладка, выполненная из эластомера и заполняющая через отверстия зазор между гильзой и корпусом. Статор по 2-му варианту содержит полый цилиндрический цельный корпус с концевыми переходами. В корпусе с помощью винтов установлена с зазором цельная гильза с гладкой внутренней поверхностью. На внутренней поверхности гильзы закреплены прутки, установленные по ходу винтовых зубьев, а между ними расположены отверстия. На прутках и внутренней поверхности гильзы закреплена обкладка, выполненная из эластомера и заполняющая зазор между корпусом и гильзой через отверстия. У статоров обоих вариантов в обоих концевых переходах установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы. Изобретение расширяет арсенал применяемых статоров. 2 н.п.ф-лы, 4 ил.

1. Статор винтовой гидромашины, включающий полый цилиндрический корпус с концевыми переходами, установленную в нем гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, отличающийся тем, что его полый цилиндрический корпус и гильза выполнены цельными, гильза снабжена отверстиями в зоне впадин винтовых зубьев, установлена в корпусе на винтах с кольцевым зазором, который заполнен эластомером через отверстия в гильзе, при этом в обоих концевых переходах корпуса установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.2. Статор винтовой гидромашины, включающий полый цилиндрический корпус с концевыми переходами, установленную в нем гильзу с обкладкой, выполненной из эластомера, отличающийся тем, что его полый цилиндрический корпус с концевыми переходами и гильза выполнены цельными, гильза установлена в корпусе на винтах с кольцевым зазором, ее внутренняя поверхность выполнена гладкой и на ней закреплены прутки, расположенные по ходу винтовых зубьев, между которыми расположены отверстия, через которые кольцевой зазор заполнен эластомером, обкладка, повторяя внутреннюю поверхность гильзы, с прутками образует винтовые зубья, в основании выступов которых расположены прутки, при этом в каждом концевом переходе корпуса установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы.