Турбобур Советский патент 1991 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к буровой технике, конкретнее к гидравлическим забойным двигателям для бурения скважин.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение долговечности турбобура.

На фиг.1 показан турбобур, разрез; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - турбобур, модульное исполнение; на фиг.4- сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.З.

Турбобур имеет корпус 1, внутри которого установлен вал 2. Турбины 3 неподвижно закреплены в корпусе 1, а турбина 4 - на валу 2. Корпус 1 и вал 2 турбобура выполнены вращающимися на радиально-осевых опорах 5-7. В верхнем узле турбобура установлено синхронизирующее устройство, выполненное в виде планетарного дифференциала. Для этого на верхних концах корпуса 1 и вала 2 выполнены зубчатые.колеса 8 и 9 внутреннего и внешнего зацепления. Планетарный дифференциал состоит из центрального колеса 8 с внутренним зацеплением, закрепленного в корпусе 1 турбобура, центрального колеса 9 - с внешним зацеплением, закрепленного на валу 2 турбобура. Корпус 1 и вал турбобура находятся в зацеплении через сателлиты 10, а водило 11 дифференциала соединено с колонной бурильных труб 15 посредством упругокулачковой муфты 12 и шарнирно с сателлитами 10. Планетарный дифференциал закреплен к корпусу 1 турбобура при помощи ниппеля 13. Радиально-осевые опоры 5-7 и планетарный-механизм защищены от попадания промывочной жидкости торцовыми уплотнениями 14. На валу 2 закреплено долото 16.

Турбобур работает следующим образом.

В п роцессе бурения промывочная жидкость через колонну бурильных труб центральный канал и боковые окна вала 2

поступает на лопатки турбин 3 и 4 турбобура. Моменты вращения, возникающие при истечении промывочной жидкости через каналы лопаток турбин 3 и 4, действуют как на

корпус 1, так и на вал 2, поскольку с ними жестко связаны турбины. Крутящие моменты турбин на валу и в корпусе направлены в противоположные направления и создают соответственно противоположные вращения корпуса 1 и вала 2 (на фиг.1 и 2 стрелками указаны направления вращений корпуса, вала и сателлитов). .

Крутящий момент (активный) и вращение турбин 4 через вал 2 передаются на

долото 16, а крутящий момент на корпусе (реактивный) и вращение турбин 3 через вращающий корпус 1, центральное колесо 8, сателлиты 10, центральное колесо 9 передаются тоже на вал 2 и суммируются

с моментом вращения турбин 4, расположенных на валу 2.

Таким образом, через вращающий вал 2 на долото 16 передается суммарное значение крутящих моментов турбин, расположенных на валу 2 и в корпусе 1 турбобура. При этом частота вращения вала 2 с долотом 16 относительно забоя скважины снижается пропорционально величине передаточного отношения центральных колес 8 и 9 планетарного дифференциала.

Осевую нагрузку на долото 16 создают бурильной колонной через переводник, кулачковую муфту 12, радиально-осевые опоры 6 и вал турбобура.

Модульное исполнение синхронизирующего узла с водилом обеспечивает универсальность их применения, т.е. с различными турбобурами, а кулачковая муфта 12 способствует самоустановлению водила 11 и сателлитов 10 в случае неточности сборки и увеличенных дЬпусков на изготовление. Формула изобретения 1. Турбобур, содержащий корпус, расположенный внутри корпуса вал с долотом,

турбины, закрепленные в корпусе и на валу, и расположенный в корпусе синхронизирующий узел в виде соосно закрепленных к корпусу и валу центральных колес и расположенных между ними промежуточных ко- лес, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции турбобура, он снабжен водилом, жестко закрепленным с бурильной колонной и шарнирно соединенным с промежуточными колесами.

-Л

2.Турбобур по п.-1 .отличающий - с я тем, что, с целью повышения долговечности турбобура, он снабжен упругокулач- ковой муфтой, жестко закрепленной с водилом и бурильной колонной.

3.Турбобур по п. 1,отличающий - с я тем, что синхронизирующий узел с закрепленным с ним водилом выполнены в модульном исполнении.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным двигателям для бурения скважин. Цель - упрощение конструкции и повышение долговечности турбобура. Турбобур включает корпус 1, внутри которого расположен вал 2

Фиг.2

14

IS

W

6-Б

ФигА

Фиг. 5