Электробур для бурения скважин Советский патент 1958 года по МПК E21B4/04 

Изобретение относится к электробурам для бурения скважин с помощью долот, которые устанавливают в процессе бурения в непосредственной близости от долота.

Известные конструкции электробуров отличаются значительной слоя ностью и длиной, что затрудняет бурение наклонных скважин.

Предлагаемый электробур в значительной мере свободен от этих недостатков, что достигается выполнением ротора электробура из вала с цельнокованными секциями роторов, насаженных на вал, причем нижняя секция снабжена резьбой для соединения с долотом и укреплена в двух радиальных подшипниках. Кроме того, для передачи осевых усилий нижняя секция ротора снабжена промежуточными подшипниками, а клетка ротора выполнена в виде полузакрытого паза с навальцовкой металла ротора на медный стержень, заложенный в паз.

На фиг. 1 показан предлагаемый бесшпиндельный электробур в разрезе; на фиг- 2 - то же, в другом варианте исполнения; на фиг. 3 - то же, в третьем варианте исполнения.

Предлагаемый электробур включает в себя следуюш,ие основные узлы и детали: корпус 1, секции статора 2, немагнитные пакеты 3, обмотки 4 iCTHTOpa, полый вал 5, цельноксванные пакеты 6 ротора, нижний пакет 7 ротора, радиально-упорная пята 8, промежуточный радиальный подшипник 9, лубрикаторное устройство 10, лубрикатор 11 жидкого масла, лубрикатор 12 густого масла, резиновая диафрагма 13, кожух 14, пружины 15 и 16, обратный клапан /7, подвижный реохорд 18, контактный ползун 19, кабельный ввод 20 реохорда, сальники 21 и 22, лубрикатор 23, обратные клапаны 24 и 25, верхний соединительный корпус 26, кабельный ввод 27 электробура, переводник 28 под элеватор и переводник 29 под долото.

Бесшпиндельный электробур представляет собой забойную буровую машину, предназначенную для бурения скважин.

Статор двигателя аналогичен конструкции суш,ествующих двигателей и состоит из корпуса /, соответствующего количества (в зависимо№ 118085- 2 -

сти от мощности двигателя) секций 2 активного железа и такого же количества немагиитных пакетов 5, расположенных между секциями. Обмотка 4 двигателя выполняется изолированной прямоугольной или круглой медью- Нижняя лобовая часть обмотки скрыта, верхняя лобовая часть - вынесена за пределы торца корпуса на величину, необходимую для удобства пайки и изоляции мест соединения. Ротор электродвигателя состоит из полого вала 5 с насаженными на него соответствующим количеством цельнокованных пакетов 6. Нижний пакет 7 ротора выполнен в виде удлиненной наставки, а так как он смонтирован в мощной радиально-упорной пяте 5, то одновременно служит и валом шпинделя, передающим осевые нагрузки долоту. Верхний конец наставки при помощи неподвижного соединения (шлицевого, резьбового или др.) жестко связан с валом ротора двигателя и опирается на промежуточный радиальный подщипник 9. В промежутках между пакетами ротора также расположены радиальные шариковые подшипники Р, которые опираются на немагнитные пакеты статора.

Клетка ротора иметь полузакрытые пазы с завальцованными в них медными стерж.чями, а также может быть покрыта по наружному диаметру пакета слоем меди толщиной 0,8-1,2 мм. Покрытие может быть осуществлено путем шоопирования или гальванопластики.

Внутренняя полость двигателя заполнена изоляционным маслом, которое находится под давлением, превыщающим гидростатическое давление окружающей среды. Защита двигателя от воздействия окружающей среды осуществляется с помощью лубрикаторного устройства 10, при помощи которого создается в двигателе избыточное давление, что компенсирует расход масла во время работы двигателя, а также температурное изменение объема масла.

Лубрикаторное устройство состоит из двух независимо работающих лубрикаторов, расположенных в одном цилиндре. В верхней части цилиндра расположен лубрикатор // жидкого масла, полость которого соединена с полостью двигателя, а в нижней части расположен лубрикатор 12 густого масла, связанный с полостью верхнего сальника. Отделение лубрикатора от внешней среды осуществляется с помощью резиновой диафрагмы /5, герметически соединенной с корпусом лубрикаторного устройства.

Внутренняя полость диафрагмы соединена с запоршневым пространством лубрикаторов (со стороны пружин) и заполнена маслом. С внешней стороны диафрагма контактирует с промывочной жидкостью. От механических повреждений диафрагма защищена кожухом 14.

Необходимое избыточное давление в двигателе обеспечивается усилием пружин 15 и 16j действующих на поршни лубрикаторов. При тепловом расширении избыток масла из двигателя сбрасывается в раствор через обратный клапан П. Расход масла из двигателя контролируется при помощи измерительного устройства, состоящего из неподвижного реохорда 18 и контактного ползуна 19, который при изменении положения поршня перемещается по реохорду. По величине сопротивления реохорды определяют количество масла, находящегося в электродвигателе. Для удобства измерения, выводные концы реохорд соединены с кабелем ввода 20 реохорда.

Уплотнение верхнего и нижнего концов вала двигателя осуществляется сальниками 21 и 22, каждый из которых состоит из двух пар торцового уплотнения. Полость между торцовыми парами сальника соединена с лубрикаторами. Полость верхнего сальника соединена с лубрикатором /2, а полость нижнего сальника соединена с лубрикатором 23 нижнего сальника, расположенного в нижней части наставки ротораЗаполнение электродвигателя маслом осуществляется через обратные клапаны 24 и 25, расположенные в Kopnyice статора и в верхнем соединительном корпусе 26.

Для подвода электроэнергии к двигателю электробур снабжен кабельным вводом 27.

В верхней части электробур имеет переводник 28 под элеватор, заканчивающийся ниппелем замка, к которому присоединяются бзфильные трубы, а в нижней - переводником 29 для присоединения долота.

Второй вариант конструкции безщпиндельного электробура (см. фиг- 2) отличается от первого тем, что упорная пята расположена в его верхней части. В этом случае осевые усилия передаются с верхнег о соединительного корпуса, через упорную пяту, все цельнокованные секции ротора и далее на долото.

Третий вариант отличается от второго расположением обоих сальников двигателя с нижней стороны, для чего применена специальная центральная труба SO. Такое исполнение дает возможность производить осмотр и ремонт сальника без разборки верхней части мащины.

Предмет изобретения

1.Электробур для бурения скважин, отличающийся тем, что, с целью укорочения электробура и использования его для наклонного направленного бурения скважин, ротор электробура выполнен из вала с цельнокованными секциями роторов, насаженных на вал, причем нижняя секция снабжена резьбой для соединения с долотом.

2.Форма выполнения ротора по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя секция ротора, с целью восприятия внещних изгибающих усилий, укреплена в двух радиальных подшипниках, а для передачи осевых усилий снабжена промежуточными подшипниками, беговые кольца которых воспринимают и передают осевое усилие через секции роторов на упорную пяту, состоящую из не(Скольких раднально-упорных или упорных подшипников.

3.Форма выполнения ротора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения пульсационных потерь, клетка ротора выполнена в виде полузакрытого паза с навальцовкой металла ротора на медный стержень, заложенный в паз.

4.Форма выполнения электробура по п. 1, отличающаяся применением в нижней его части упорной пяты.

5.Видоизменение формы клетки ротора по п. 3, отличающееся тем, что, с целью упрощения и удешевления клетки, она выполнена путем нанесения методом шоопирования или гальванопластикой слоя меди на поверхность цилиндра вала без образования пазов.

№ 118085

/-

эь

Hi:;

ik

Sid -IK

1