Турбобур Советский патент 1991 года по МПК E21B4/02 

Фиг 2

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям турбобура для бурения скважин.

Целью изобретения является повышение долговечности турбобура.

На фиг.1 схематически изображена часть многоступенчатой турбины турбобура, продольное сечение; на фиг.2 -- разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - развертка винтовой канавки; на фиг.4 -- разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - расположение фиксатора в ободе статора; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.1.

Турбобур содержит корпус 1, внутри которого расположен вал 2. На последнем жестко закреплены роторы 3 и статоры 4 выпол- ненныеплавающими, которые расположены в корпусе I по одному через каждый ротор 3 и составляют с роторами 3 ступени турбины, Статоры 4 и роторы 3 выполнены в виде лопаточных венцов. В ободе венца статора 4 жестко закреплен фиксатор 5, выполненный в виде пластины.

Рабочая поверхность фиксатора 5 расположена под углом а. Свободный конец фиксатора 5 (рабочая кромка е) выступает над цилиндрической поверхностью статора 4. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 турбобура нарезана по винтовой линии с углом наклона а канавка 6.

Винтовая канавка 6 в поперечном сечении имеет форму прямоугольной трапеции со сторонами ab и cd.

Сторона ab расположена перпендикулярно к поверхности корпуса 1, является глубиной нарезаемой винтовой канавки 6 и служит упором для рабочей кромки е фиксатора 5. Сторона cd выполнена наклонной к поверхности корпуса 1, с целью облегчения выхода фиксатора 5 из канавки 6 при демонтаже турбинных секций.

Угол наклона а винтовой канавки 6 и рабочих поверхностей фиксаторов 5 выбирается из условия

а

где а - угол наклона винтовой канавки 6 и рабочих поверхностей фиксаторов 5;

/ - средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа.

При этом угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа / совпадает с направлением винтовой канавки 6,

Фиксаторы 5 могут быть установлены в ободе статора 4 и в количестве более одного (с нарезкой добавочной канавки).

Фиксаторы 5 в виде пластины просты в изготовлении, Однако могут быть и другие варианты их исполнения. Например, фиксаторы 5 могут иметь форму пластины, изогнутой в виде латинской буквы у, один конец которой изогнут для создания упругого действия и удержания фиксатора 5 в гнезде обода статора 4.

Устройство работает следующим образом.

После спуска турбобура в скважину включают гидроциркуляцию. Поток промывочной жидкости поступает к турбобуру, включая его в работу.

Под действием реактивного момента

статор 4 проворачивается, при этом рабочая кромка е фиксатора 5 попадает в винтовую канавку 6 и упирается в сторону ab, обеспечивая тем самым фиксацию

статоров 4 и удерживая их от дальнейшего проворота.

При этом под действием гидравлических сил промывочной жидкости между рабочими органами ступеней (статорами 4 и

роторами 3) создается зазор б (фиг. .Появление гарантированного зазора приводит к снижению потерь на трение в паре ротор - статор, уменьшает износ опор рабочих органов и увеличивает вращающийся момент ступеней турбины,

Формула изобретения Турбобур, включающий корпус, вал и

ступени турбин, состоящие из рабочих органов - статоров и роторов, выполненных в виде лопаточных венцов с фиксаторами, взаислодействующими с канавкой, выполненной на внутренней поверхности корпуса, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения долговечности турбобура, канавка корпуса выполнена по винтовой линии, направление которой совпадает с направлением среднего угла наклона профиля лопатки

аенца рабочего органа, а фиксатор выполнен в виде пластины, установленной на венце под углом и с направлением угла, идентичным углу и направлению винтовой канавки, при этом угол наклона винтовой

канавки определяется в соответствии с выражением

«-§-/.

где а- угол наклона винтовой канавки; ft средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа.

i

121

I

i

X

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям турбобуров для бурения скважин. Целью изобретения является повышение долговечности турбобура. Турбобур содержит корпус 1. вал 2 и ступени турбины, состоящие из рабочих органов - роторов и статоров, выполненных в виде лопаточных венцов с фиксаторами 5. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена винтовая канавка (К) 6. Фиксаторы взаимодействуют с винтовой К. Угол «наклона винтовой К выбирается в соответствии с выражением а- к 12 -/Згде, в- средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа. Направление угла а наклона винтовой К и рабочей поверхности фиксатора совпадает с направлением среднего угла Д. Под действием гидравлических сил потока промывочной жидкости между роторами и статорами создается зазор д. 6 ил.

i

I

щ

A

J2

зК

i

-лм

K

J

И

i

(риг.1

8инто8ая канабка

X

to.J

фиг. 4

Фиг. 5