Шпиндель забойного двигателя Советский патент 1983 года по МПК E21B4/00 

Ю

оо

ел со

Изобретение относится к технике бурения скважин, . конкретно к шпинделям забойных-двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известен шпиндель зайбойного двигателя, содержащий корпус, вал с центральным отверстием, осевые и радиальные опоры, закрепленные на валу посредством соединительной муфты с окнами для пропуска промывочной жидкости через центральное отверстие вала к долоту 1.

Недостатком известного устройства является то, что промывочная жидкость, содержащая абразивные частицы, попадая между вращающимися и неподвижны-ми элементами осевых и радиальных опор, приводит к гидроабразивному износу их.

Известен также шпиндель забойного двигателя, содержащий корпус, вал с центральным отверстием, осевые и радиальные опоры, закрепленные на валу посредством соединительной муфты с окнами для пропуска промывочной жидкости через центральное отверстие вала, и торцовое уплотнение, включаюш,ее кольцевой поршень с пружиной и неподвижную обойму. Последняя закреплена на валу шпинделя,а кольцевой поршень взаимодействует с монтажной втулкой посредством щлицевого соединения. Контактирующие поверхности торцового уплотнения армированы твердым сплавом. На валу шпинделя выполнены дренажные отверстия, а контактирующие поверхности торцовой пары расположены выше дренажных отверстий вала шпинделя 2.

Из-за больших гидравлически х сопротивлений при движении промывочной жидкости в кольцевом пространстве между валом и корпусом, через дренажные отверстия проходит незначительная часть промывочной жидкости, а основной поток ее идет через центральное отверстие вала шпинделя. При этом условия охлаждения контактирующих поверхностей торцового уплотнения неудовлетворительные, что приводит к его быстрому износу.

Малая величина радиального зазора между валом шпинделя и кольцевым поршнем делает торцовое уплотнение чувствительным к зашламованию. Другим недостатком щпинделя забойного двигателя является то, что выполнение дренажных отверстий на валу шпинделя ослабляет сечение вала; в результате действия промывочной жидкости происходит размыв дренажных отверстий и нередки случаи поломки валов шпинделя по дренажным отверстиям.

, Цель изобретения - повышение долговечности шпинделя забойного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в шпинделе забойного двигателя, содержащем корпус, вал с центральным отверстием, осевые и радиальные опоры, закрепленные на валу посредством соединительной муфты с окнами для пропуска промывочной жидкости через центральное отверстие вала, и торцовое уплотнение, включающее кольцевой поршень с пружиной и неподвижную обойму, контактирующие поверхности торцо-

вого уплотнения размещены в зоне окон соединительной муфты.

Кольцевой поршень с пружиной размешен на соединительной муфте, а неподвижная обойма закреплена в корпусе.

На чертеже изображен шпиндель забойного двигателя, продольный разрез.

Шпиндель зайбойного двигателя содержит корпус 1, внутри которого размещены вал 2, осевые 3 и радиальные 4 опоры, закрепленные на валу 2 посредством соединительной муфты 5, и торцовое уплотнение 6. Вал 2 содержит центральное отверстие 7. Соединительная муфта 5 имеет окна 8 для пропуска промывочной жидкости через центральное отверстие 7 вала 2. Торцовое уплотнение 6 содержит кольцевой поршень 9

0 с пружиной 10 и неподвижную обойму 11. Кольцевой порщень 9 с пружиной 10 размещен на наружной поверхности соединительной муфты 5, а зазор между ними уплотнен, например, резиновым кольцом 12.

5 Неподвижная обойма 11 закреплена в корпусе 1. Контактирующие между собой торцовые поверхности кольцевого поршня 9 и неподвижной обоймы 11 армированы, например, твердым сплавом и размещены в зоне окон 8 соединительной муфты 5.

0 На кольцевом поршне 9 выполнены пазы 13, а в соединительной муфте 5 закреплены щтифты. 14 для предотвращения от проворота кольцевого поршня 9. Длина пазов 13 на кольцевом поршне 9 обеспечи- вает возможность перемещения его в осевом направлении под действием пружины 10. Пакет деталей, размещенных ,в корпусе 1, закреплен посредством переводников 15 и 16. Верхний конец перевод/1ика 15 соединен с рабочим органом двигателя (на чертеже не показан), а нижний конец переводника 16 - с долотом (на чертеже не показано).

Шпиндель забойного двигателя работает следующим образом.

Вращение от рабочего органа забойного

5 двигателя передается на соединительную муфту 5 и на вал 2 щпинделя. Промывочная жидкость из рабочего органа забойно-, го двигателя поступает в кольцевой зазор между торцовым уплотнением 6 и соединительной муфтой 5, а затем ,через окна 8

0 соединительной муфты 5 и через центральное отверстие 7 вала 2 направляется к долоту. Осевые и радиальные нагрузки воспринимаются осевыми 3 и радиальными 4 опорами. Кольцевой порщень 9 торцового уплотнения. 6 вращается вместе с муфтой 5

и поджимается к неподвижной обойме 11 за счет действия пружины 10 и давления жидкости на буртик 17 на кольцевом поршне 9..

За счет этого обеспечивается уплотнение зазоров между вращающимся валом и кор- пусом 1 шпинделя и снижаются утечки жидкости.

По мере износа контактирующих поверхностей происходит его автоматическая компенсация за счет перемещения кольцевого порщня под действием усилий от пружины и гидравлического усилия.

Поскольку торцовое уплотнение расположено в зоне основного потока промывочной жидкости, обеспечивается улучшенный теп- .

лоотвод и охлаждение деталей торцового уплотнения и уменьшается возможность шламования зазоров между деталями, закрепленными на валу и в Kopriyce. Это исключает также необходимость йЫполнения дренажных отверстий в валу 6слабля191цих его сечение, особенно в случае размыва этих отверстий и поломки валов по указанным отверстиям..

Исключение дренажных отверстий снижает трудоемкость изготовления вала шпинделя.

1. ШПИНДЕЛЬ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий корпус, вал сцентральным отверстием, осевые и радиальные опоры, закрепленные на валу посредством соединительной муфты с окнами для пропуска промывочной жидкости через центральное отверстие вала, и торцовое уплотнение, включающее кольцевой поршень с пружиной и неподвижную обойму, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, контактирующие поверхности торцового уплотнения размещены в зоне окон соединительной муфты. 2. Шпиндель по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой поршень с пружиной размещен на соединительной муфте, а неподвижная обойма закреплена в корпусе. S (Л