Забойный двигатель Советский патент 1990 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к забойным объемным гидродвигателям и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повыщение надежности работы двигателя за счет снижения амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости.

На чертеже изображен забойный двигатель, продольный разрез.

Забойный двигатель состоит из двигательной секции, содержащей корпус 1, статор 2 и ротор 3, и щпиндельной секции 4, соединенных переводником 5, К верхнему переводнику 6 присоединен регулирующий узел, в корпусе 7 которого размещен под- пружиненный нормально открытый затвор 8 с посадочной торцовой поверхностью 9 и дополнительным продольным сквозным каналом 10. Регулирующий узел размещен со стороны полости Б высокого давления двигательной секции. Направляющие боковые выступы 11 затвора и поверхность втулки

12образуют продольные сквозные каналы

13для пропуска жидкости. Затвор 8 прижат в начальном положении пружиной 14 к кольцу 15. При этом другой конец пружины упирается в седло 16 корпуса 7. Поверх- ность 9 затвора 8 расположена между выходными отверстиями каналов 10 и 13.

Устройство работает следующим образом.

После включения насоса (не показан) жидкость подводится в ка.меру А, прокачивается через каналы 10 и 13 в полость Б и далее подводится к ротору 3 и статору 2. Под действием возникающего на рабочей паре перепада давления ротор 3 прово- рачивается и тем самым приводит во вращение долото (не показано).

В процессе бурения момент на долоте, трение ротора 3 и статор 2 периодически меняются, вызывая колебания давления в напорной магистрали в непосредственной бли- зости от двигателя. Волна изменения давления со скоростью звука распространяется вверх по колонне, отражается от на0

о 5

5

0

5

соса и возвращается к двигателю. При проводке скважин периодически повторяются случаи, когда волновые процессы в гидравлической системе приводят к неустойчивому движению выходного вала двигателя. Это означает, что колебания расхода оказываются значительными и вызывают существенные изменения частоты вращения выходного вала. В случае возрастания момента сопротивления волна повыщения давления свободно проходит через регулирующий у.зел. Однако при быстром снижении момента сопротивления ротор 3 вращается ускоренно. В этом случае через регулирующий узел будет проходить увеличенный расход, вызывающий дополнительное повыщение перепада давления на его элементах. Под воздействием отмеченного перепада давления затвор 8 смешается вниз, уменьщая площадь зазора между поверхностью 9 и седлом 6 и перекрывая канал 13 до тех пор, пока гидравлическое усилие не уравновесится силой, возникающей при сжатии пружины 14. Таким образом, в случае возрастания подводимого к двигателю расхода в регулирующем узле у.меньщается площадь проходного сечения, вызывая повыщение местного гидравлического сопротивления и тем самым уменьщая величину динамического изменения подводимого к рабочим ор- гана.м двигателя расхода, а значит и снижая величину прироста частоты вращения выходного вала за счет дополнительных потерь в регулирующем узле. Поскольку возрастание местного гидрав,пического сопротивления происходит лищь в случае повыщения подводимого расхода, причем тем сильней, чем больще подводимый расход будет отличаться от номинального, для которого перепад давления на деталях регулирующего узла выбирается минимальным, то в такой системе демпфирование является нелинейным.

Формула изобретения

Забойный двигатель, включающий двигательную секцию, содержащую корпус.

амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости, по лесть над регулировочным узлом дополнительно гидравлически связана с полостью под регулировочным узлом при помощи дополнительного продольного канала, выполненного в затворе, причем посадочная поверхность затвора расположена между выходными отверстиями основного и дополнительного каналов, а корпус регулирующийся тем, что, с целью повышения надеж- IQ щего узла жестко связан с корпусом двиганости работы двигателя за счет снижения тельной секции.

ротор и статор, шпиндельную секцию и размещенный со стороны полости высокого давления двигательной спекции регулирующий узел, содержащий корпус с седлом, образующим основной продольный сквозной канал, гидравлически сообщающий полость 5 над регулировочным узлом с полостью под регулировочным узлом и подпружиненный нормально открытый затвор с посадочной поверхностью под седло, отлинаю

Изобретение относится к забойным объемным гидродвигателям и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности работы за счет снижения амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости. Забойный двигатель включает двигательную секцию (ДС) в виде корпуса 1, статора 2, ротора 3 и шпиндельной секции 4, соединенных переводником 5. Со стороны полости Б высокого давления ДС расположен регулирующий узел (РУ), в корпусе 7 которого размещен подпружиненный нормально открытый затвор 8 с посадочной торцовой поверхностью 9 и продольным сквозным каналом (К) 10. Направляющие боковые выступы 11 затвора и поверхность втулки 12 образуют продольные сквозные К 13 для пропуска жидкости. Корпус РУ жестко связан с корпусом ДС, а посадочная поверхность затвора 8 расположена между К 10 и 13. Затвор 8 прижат пружиной 14 к кольцу 15. Другой конец пружины 14 упирается в седло 16. В случае возрастания подводимого к двигателю расхода в РУ уменьшается площадь проходного сечения, вызывая повышение местного гидравлического сопротивления. Этим уменьшается величина динамического изменения подводимого к рабочим органам двигателя расхода. Следовательно, снижается величина прироста частоты вращения выходного вала за счет дополнительных потерь в РУ. 1 ил.