РАБОЧИЙ ОРГАН ВИНТОВОГО ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН Советский патент 1994 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к рабочему органу винтовых забойных двигателей, предназначенных для бурения нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения - повышение надежности и точности ориентирования винтовых зубьев секций рабочего органа винтового забойного двигателя при выполнении его со стенкой постоянной толщины.

На фиг. 1 представлен рабочий орган с наружными винтовыми зубьями (ротор), продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - рабочий орган с внутренними винтовыми зубьями (статор), продольный разрез; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - рабочий орган с наружными винтовыми зубьями (ротор), покрытыми эластомерной оболочкой, продольный разрез; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6.

Рабочий орган винтового забойного двигателя с наружными винтовыми зубьями (ротор) содержит отдельные секции 1, размещенные последовательно одна за другой и связанные между собой установленным внутри секций 1 соединительным элементом 2. Секции рабочего органа выполнены в виде профилированной трубчатой оболочки со стенкой постоянной толщины Δ , причем рабочими поверхностями секций являются наружные винтовые зубья 3. Соединительный элемент 2 имеет наружные винтовые зубья 4, совпадающие по шагу и направлению с зубьями 3 секций рабочего органа, эквидистантные им по профилю поперечного сечения. В результате этого зубья 4 соединительного элемента 2 плотно прилегают к внутренним винтовым поверхностям 5 двух соседних секций 1. Для обеспечения герметичности и неразборности соединения соединительный элемент 2 и секции 1 рабочего органа неподвижно скреплены между собой известными в технике способами, например пайкой, склеиванием, контактной сваркой или другими подобными методами.

Соединительный элемент 2 может быть выполнен в виде цельной или полой детали с наружными винтовыми зубьями 4, как показано на фиг. 2, или в виде профилированной трубчатой детали 6 со стенкой постоянной толщины Δ₁ с целью облегчения и удешевления ротора, как показано на фиг. 3.

Соединительный элемент 2 может быть использован для присоединения к рабочему органу (ротору) карданного вала или гибкого вала, передающего момент силы и осевую нагрузку от ротора к валу опорного узла винтового забойного двигателя (на фигурах карданный вал и опорный узел не показаны).

Рабочий орган винтового забойного двигателя может быть использован также в качестве статора, как показано на фиг. 4 и 5.

В этом случае секции 7 рабочего органа, размещенные последовательно друг за другом и выполненные в виде профилированной трубчатой оболочки со стенкой постоянной толщины Δ₂ , связаны между собой посредством соединительного элемента 2, имеющего внутренние винтовые зубья 8, которые совпадают по шагу и направлению с внутренними зубьями 9 секций 7 рабочего органа и эквидистантны им по профилю поперечного сечения. В результате этого зубья 8 соединительного элемента 2 плотно прилегают к наружным винтовым поверхностям 10 двух соседних секций 7 и неподвижно скреплены с ними.

Концевые участки крайних секций 7 рабочего органа (статора) присоединяются к колонне бурильных труб и к опорному узлу (на фиг. 4 не показаны). Поскольку винтовые забойные двигатели работают в абразивной среде бурового раствора, один из элементов рабочей пары для повышения износостойкости целесообразно покрывать эластомером, обычно нитрильной резиной.

На фиг. 6 показан вариант выполнения рабочего органа (ротора), наружные винтовые зубья 11 которого покрыты эластомерной оболочкой 12, наносимой известными в технике методами. Такой ротор может быть использован со статором, показанным на фиг. 4. Очевидно, что эластомерное покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность винтовых зубьев статора, который в этом случае может быть использован с ротором, показанным на фиг. 1.

Рабочий орган винтового забойного двигателя работает следующим образом.

При подаче промывочной жидкости вовнутрь рабочей пары ее рабочий орган (ротор с секциями 1) под давлением неуравновешенных сил давления приводится во вращение, обкатываясь своими наружными винтовыми зубьями 3 по внутренним зубьям 8 рабочего органа (статора с секциями 7). Создаваемый на секциях 1 ротора момент силы передается на выходной вал опорного узла винтового двигателя посредством шарнирного соединения (опорный вал двигателя и шарнирное соединение на фигурах не показано). (56) Гусман М. Т. и др. Забойные винтовые двигатели. М. : Недра, 1981, с. 125-128.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для бурения нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности и точности ориентирования винтовых зубьев последовательно размещенных секций рабочего органа при выполнении его со стенкой постоянной толщины. Для этого секции рабочего органа связаны между собой соединительным элементом (СЭ), который выполнен с винтовыми зубьями 4. Причем шаг и направление зубьев 4 СЭ равны шагу и направлению зубьев 3 секций. Профиль зубьев 4 СЭ эквидистантен профилю зубьев 3 секций. В результате зубья 4 плотно прилегают к внутренним винтовым поверхностям 5 двух соседних секций. С целью облегчения и удешевления СЭ м. б. выполнен в виде профилированной трубчатой детали со стенкой постоянной толщины Δ. При подаче промывочной жидкости вовнутрь рабочей пары ее рабочий орган под давлением неуравновешенных сил давления приводится во вращение. Создаваемый на секциях 1 момент силы передается на выходной вал опорного узла винтового двигателя посредством шарнирного соединения, 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. РАБОЧИЙ ОРГАН ВИНТОВОГО ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащий отдельные секции с винтовыми зубьями, размещенные последовательно и связанные между собой соединительным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности ориентирования винтовых зубьев секций рабочего органа при выполнении его со стенкой постоянной толщины, соединительный элемент выполнен с винтовыми зубьями, причем шаг и направление зубьев соединительного элемента равны шагу и направлению зубьев секций, а профиль зубьев соединительного элемента эквидистантен профилю зубьев секций. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде профилированной трубчатой детали со стенкой постоянной толщины.