Гидрорегулятор для регулирования скорости вращения турбобура Советский патент 1961 года по МПК E21B4/02 

Известные устройства для автоматической подачи долота турбобура на забой при турбинном бурении, снабженные центробежным регулятором скорости вращения турбобура, имеют ряд недостатков. Так, применяемые схемы регулирования основываются на использовании обычных центробежных механизмов с кинематической системой элементов, связанных шарнирами и пружинами. Такие механизмы не приспособлены для работы в условиях сильной вибрации и абразивной среды забоя, потому что не могут обеспечить автоматическое поддержание заданной скорости вращения.

Описываемый гидрорегулятор лишен этих недостатков тем, что в нем центробежный регулятор выполнен из сильфонов, воздействующих на клапан гидроусилителя.

На чертеже изображено описываемое устройство.

Центробежный регулятор 1 на резиновой опоре 2 приводится во вращение от вала 3 турбобура. При увеличении скорости вращения турбобура грузы 4 растягивают радиальные сильфоны 5, вследствие чего осевой сильфон 6 везде сокращается и открывает клапан 7 гидроусилителя 8, работающего за счет перепада давления (порядка 1 - 1,5 атм), образующегося при дросселировании потока промывки чергз отверстия 9.

При открывании клапана 7 давление в камере 10 гидроусилителя, сообщающейся с зоной повыщенного давления через отверстие // в щтоке поршня, упадет и поршень 12 под действием пружины 13 переместится вниз вместе с золотником 14 сервопривода подачи.

В результате надпоршневая полость 15 сервопривода сообщится с зоной высокого давления через отверстие 16, а подпорщневая полость /7, через отверстия 18--с затрубным пространством и рабочий поршень 19 сервопривода осуществит подачу долота.

Увеличение осевой нагрузки на долото повлечет за собой уменьщение числа оборотов турбобура. Следствием этого будет уменьшение

№ 140388- 2 -

центробежных сил грузов 4 регулятора, сокращение сильфонов 5 и удлинение сильфона 6, который закроет клапан 7 гидроусилителя. Поршень /2 преодолеет усилие пружины 13, передвинет золотник 14 вверх и сообщит надпорщневую полость 15 сервопривода с затрубным пространством, а подпоршневую полость 17-с зоной высокого давления. После этого осевая нагоузка на долото упадет, скорость вращения вала турбобура начнет увеличиваться, пока не стабилизируется около наперед заданной величины.

Изменение уставки регулирования производится путем удлинения штока 20, которым соединяется порщень 12 гидроусилителя с золотником 14 сервопривода и может осуществляться буровой бригадой непосредственно перед спуском инструмента для очередного долбления.

Из описания видно, что предлагаемое устройство решает задачу регулирования процесса турбинного бурения в функции скорости вращения турбины, обеспечивая поддержание заданного забойного режима в широком диапазоне изменения осевой нагрузки на долото.

По заключению УФНИИ турбобур, оснащенный предлагаемым гидрорегулятором, должен обеспечить желаемые осевую нагрузку и число оборотов долота при прохождении отдельных пропластков горных пород.

Предмет изобретения

Гидрорегулятор для регулирования скорости вращения турбобура, снабженный центробежным регулятором, отличающийся тем, что, с целью автоматического поддержания заданной скорости вращения турбины, центробежный регулятор выполнен из сильфонов, воздействующих на клапан гидроусилителя, снабженного поршнем со штоком и связанного с золотником сервопривода подачи долота.