Гидравлический бур с ротационным двигателем лопастного типа для бурения скважин Советский патент 1958 года по МПК E21B4/00 E21B4/02 

Известные гидравлические буры с ротационным двигателем лопастного типа не обеспечивают нормальной работы двигателя на забое скважины из-за его чувствительности к толчкам; вопрос регулирования числа оборотов в них также не разрешен.

Описываемый гидравлический бур отличается от известных конструктивным выполнением двигателя. Он состоит из трех основных частей: двигателя лопастного типа, промежуточного вала и масляного компенсатора.

Двигатель лопастного типа предназначается для преобразования гидравлической энергии потока жидкости, подающейся для промывки забоя, в механическую энергию вращения. Он состоит из вращающейся части - ротора и не вращающейся части - статора.

Промежуточный вал служит для передачи механической энергии вращения от вала двигателя к долоту и восприятия нагрузки от работы долота на забое.

Масляный компенсатор устанавливается для принудительной смазки подшипников и других трущихся частей гидробура, а т-акже для уравновешивания давления в масляных каналах и снятия осевой нагрузки на вал двигателя от перепада давления жидкости.

Полуоси ротора, соединенные между собой средней опорой, составляют вал двигателя, который проходит через верхнюю и нижнюю направляющие ступицы. В ступицу запрессованы резиновые подшипники служащие опорой вала.

Направляющие ступицы так же, как и средняя опора, имеют облицовку из масло-бензостойкой резины, края которой снабжены воротниками, создающими препятствие вытеканию смазки из подшипников и проникновению в подшипники воды или глинистого раствора.

Па наружной поверхности корпуса статора имеются перегородки, которые разделяют пространство между корпусом статора и трубой кожуха на четыре равные отсека. Корпус статора имеет на концах резьбу: внутреннюю - для закрепления в нем подшипников вала

двигателя и наружную - для соединения двигателя с корпусом нромежуточного вала.

Корнус статора имеет систему отверстий для циркуляции жидкости: в верхней части-ряд отверстий для прохождения жидкости в закорпусное пространство; в нижней части - ряд отверстий для выхода жидкости из закорпусного пространства; в средней части, в местах прикрепления секторов к корпусу статора, - два продолговатых отверстия для выпуска жидкости в полости вращения лопастей двигателя и четыре продолговатых отверстия для истечения жидкости из полостей вращения лопаток в закорпусное пространство. По концам корпуса нарезана внутренняя резьба для соединения корпуса промежуточного вала с корпусом двигателя и корпусом нижнего сальника, который закрывает промежуточный вал снизу.

Шнинде.1ь промежуточного вала имеет на одном конце шлицевую нарезку для соединения с валом двигателя, на другом - полумуфту с замковой резьбой для соединения промежуточного вала с долотом или с колонной бурильных труб.

Для прохождения жидкости через промежуточный вал шпипдель со стороны полумуфты имеет глубокое сверление, заканчивающееся продолговатыми отверстиями, соединяющими внутреннюю полость щпинделя с закорнусным пространством двигателя.

Масляный компенсатор двигателя состоит из корпуса компенсатора, крышки корпуса компенсатора, питательной трубки, порщня и муфты. Перечисленные детали масляного компенсатора двигателя связаны между собой и с деталями двигателя таким образом, что при нагнетании масла через питательную трубку в корнус масляного комненсатора, масло по маслопроводным каналам проникает ко всем трущимся частям двигателя, и заполнив все свободные объемы, заставляет поршень подняться и занять верхнее положение в корпусе масляного компенсатора.

При работе двигателя, когда ноток жидкости, направляющийся в закорпуспое пространство создает давление на норщень, пос.чедний, перемещаясь вниз, давит на масло усилием равным давлению жидкости, поступающей в двигатель, и масло, находясь в уравновешенном состоянии, удерживается от вытекания и смазывает все трущиеся поверхности деталей двигателя.

Смазка деталей промежуточного вала осуществляется при помощи порщня. Усилие, действующее на поршень, равное разности давлений жидкости, находящейся в закорпусном пространстве на выходе из гидробура, передвигает поршень и выдавливает масло в полость подшипников. Мас.ю заливается при смене долот.

Вода или глинистый раствор, накачиваемый насосами в полость бурильных труб, достигает гидробура и попадае .в полость переводника двигателя. Оттуда, омывая крышку корпуса .масляного компенсатора, попадает в корпус статора, где и происходит рабочий процесс двигателя.

Лопасти, соединенные с валом двигателя при помощи средней опоры и крайних направляющих стуниц, испытывая нагрузку от давления потока жидкости, передают ее валу двигателя в виде крутящего момента. Число оборотов вала двигателя находится в прямой зависимости от количества секций лопастей. Таким образом, изменяя количество секций, можно в широких пределах изменять число оборотов двигателя.

Вал двигателя под воздействием крутящего момента начинает вращаться и вместе с ним вращаются промежуточный вал гидробура и долото.

Предмет изобретения

Гидравлический бур с ротационным двигателем лопастного типа

для бурения скважин, отличаю-полней из отдельных секций лопащ и и с .я тем., что, с целью обеспе-стей, снабженных резиновыми подчения возможности регулированияшипниками и связанных между с.очисла оборотов двигателя, ом вы-бой, единым валом.

«3 - № П5100