ГЛУБИННЫЙ ДАТЧИК ЧИСЛА ОБОРОТОВ РОТОРА ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1974 года по МПК E21B45/00 

1

Изобретение относится к технике бурения скважин, в частности к глубинным датчикам числа оборотов ротора забойного двигателя.

Известны глубинные датчики числа оборотов ротора забойного двигателя, содержащие корпус с каналами и исполнительный механизм для периодического перекрывания потока промывочной жидкости. Однако указанные датчики имеют сложный и недостаточно надежный исполнительный механизм.

Предлагаемый глубинный датчик позволяет повысить эксплуатациопную надежность при одновременном упрощении конструкции. Это достигается тем, что исполнительный механизм выполнен в виде героторных механизмов с различными киинематическими отнощениями, роторы которых соединены между собой и ротором забойного двигателя посредством щар-ниров и кривошипов, причем ведущие звенья последних установлены в подщипниках соосно с корпусом забойного двигателя, а ведомые звенья - соосно с роторами героторных механизмов.

На чертеже показан описываемый глубинный датчик.

Ротор 1 забойного двигателя при помощи щарнира 2 кривощипа 3 связан с ротором 4 героторного механизма, выполняющего роль редуцирующего устройства, статор 5 которого закреплен в корпусе 6. Ротор 4 посредством

щарнира 7 и кривощипа 8 соединен с ротором 9 исполнительного героторного механизма, статор 10 которого также размещен в корпусе 6.

Ведущие звенья кривощипов 3 и 8 установлены в подщипниках 11 соосно с корпусом забойного двигателя, а ведомые звенья указанных кривошипов - в подшипниках 12 в роторах 4 и 9 соооно последним.

Героторный механизм, состоящий из ротора 4 и статора 5, выполняется многозаходным. Исполнительный героторный механизм, включающий ротор 9 и статор 10, может быть однозаходным или многозаходным, причем заходность его должна быть меньше заходности героторного механизма редуктора. В этом случае кинематические отнощения героторных механизмов, равные отнощению чисел зубьев (заходности) ротора и статора,

для редуктора стремятся к 1, для исполнительного механизма - к /2 и в пределе равны ему (однозаходный ротор).

Длина исполнительного героторного механизма определяется из условия создания необходимой амплитуды импульса, но не должна быть меньше винтовой поверхности статора 10. Длина героторного механизма редуктора определяется допустимыми нагрузками в паре трения «ротор - статор. Так, если

длина его рабочих органов равна или превышает шаг винтовой поверхности статора 5, механизм работает в режил е гидравлического двигателя. Развиваемый этим двигателем вращающий момент затрачивается на преодоление механических потерь в глубиином датчике.

Корпус 6 размещен в переводнике 13 с кольцевым зазором для пропуска части потока промывочной жидкости в зависимости от пропускной способности отверстий 14. В указанный кольцевой зазор при необходимости пропускается жидкость после исполнительного героторного механизма через отверстия 15 в корпусе 6.

Глубинный датчик числа оборотов работает следующим образом.

Вращеяие ротора 1 забойного двигателя (п об/мин) через шарнир 2 передается крипошипу 3. Благодаря планетарному движению вокруг оси О-О ротор 4 вращается вокруг своей оси с пониженной скоростью (rti об/мин). Кинематическое отношение винтовой пары редуктора определяет величину этой скорости. При помощи аналогичных элементов вращение с ротора 4 передается на ротор 9.

Поток промывочиой жидкости перед входом в глубинный датчик разделяется. Одна его часть через отверстия 14 по кольцевому зазору между корпусом 6 датчика и переводником направляется к рабочим органам забойного двигателя. Другая часть через исполнительный механизм (ротор 9 и статор 10) идет к рабочим органам забойного двигателя через редуктор или через отверстия 15.

При вращении ротора 9 исполнительного механизма происходит циклическое разобщение полостей под исполнительным механизмом, в результате чего поток жидкости в бурильных трубах приобретает пульсационный характер. Частота пульсаций определяется скоростью вращения вала забойного двигателя и кинематическим отношением редуктора и исполнительного механизма. Амплитуда

этих пульсаций определяется расходом промывочной жидкости и соотнощением отверстий 14 и 15. Регистрация импульсов давления производится на поверхности при помощи известного оборудования.

Предмет изобретения

Глубинный датчик числа оборотов ротора

забойного двигателя, содержащий корпус с каналаими и исполнительный механизм для периодического перекрывания потока промывочной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной

надежности при одновременном упрощении конструкции датчика, его исполнительный механизм выполнен в виде героторных механизмов с различными кинематическими отношениями, роторы которых соединены между собой и ротором забойного двигателя посредством шарниров и кривошипов, причем ведущие звенья последних установлены в подшипниках соосно с корпусом забойного двигателя, а ведомые звенья - соосно с роторами

героторных механизмов.