Дифференциальный редуктор для роторного бурения Советский патент 1937 года по МПК E21B3/04 

Для увеличения скорости проходки при вращательном бурении требуется давать инструменту число оборотов, зависящее от его конструкции и от твердости грунта проходимой породы. В буровых установках нефтяной промышленности СССР ротору сообщается только одна скорость вращения, лебедки же для подъема инструмента имеют от двух до четырех скоростей. При помощи предлагаемого диференциального редуктора можно получать бесчисленное число скоростей вращения ротора в пределах от нуля до принятого минимума, что позволит выбрать каждый раз наиболее подходящее число оборотов для данного инструмента в данном грунте и высоко поднять скорости проходки в бурении.

На чертеже фиг. 1 изображает осевой разрез редуктора; фиг. 2-вид на масляный катаракт; фиг. 3 - корпус катаракта.

Вал электромотора, не показанного на чертеже, соединен с валом 2. Одно целое с валом 2 составляет щестерня 7, сцепляющаяся с зубчатым колесом 8, которое при помощи шпонки заклинено на холостой втулке 3. Втулка 3, имеющая с одной стороны конический зубчатый венец 4, посажена вхолостую на рабочий вал 6. На консольный выступающий из корпуса конец рабочего вала 6 посажена цепная звездочка передачи на трансмиссионный вал лебедки (на чертеже цепная звездочка не показана).

Втулка 7 с коническим зубчатым венцом 13, таким же как и венец 4 у втулки 3, посажена вхолостую на рабочий вал б. Сателлиты 5, свободно посаженные на цапфы J2 крестовины, сцепляются с коническими зубчатыми венцами 13 и 4. Крестовины жестко связаны с рабочим валом 6.

На втулке 7 при помощи шпонки заклинивается цилиндрическое зубчатое колесо JO, приводящее в движение через сцепленную с ним щестерню 9 вал //, идущий в масляный катаракт.

Вал // оканчивается кривощипом25, на который свободно нйдето кольцо 24 связанное с тремя щатунами 23, которые сообщают возвратно-поступательное движение поршням 22 насосов простого действия. Цилиндры М этих насосов расположены звездообразнопод углом 120° и при помощи приваренных к ним подставок 16 укреплены на общей раме /5 болтами /7.

Каждый из цилиндров 14 соединяется двумя патрубками J8 (фиг. 2) с изогнутыми по окружности двумя трубами 19. С патрубками 18, соединяющими цилиндры 14 с одной из труб 19, сообщаются нагнетательные клапаны, а со второй-всасывающие клапаны. Таким образом, одна из труб 19 является нагнетательной камерой, а вторая-всасывающей. Между собой трубы 19 соединяются вентилем 27, и свободные концы труб 19 наглухо закрыты. На нагнетательной линии трубопровода 19 установлен манометр. Гидравлическая часть (катаракт) целиком помещена в закрытый кожух, состоящий из двух деталей 38 и 39 (фиг. 3).

Механическая часть редуктора представляет, собой обычнБш диференциал, у которого конический зубчатый венец 4, получая движение от электромотора через зубчатую передачу /-8, вращается с постоянным числом оборотов. Скорость вращения зубчатого конического венца 13 зависит от тормозных сопротивлений в катаракте. Зубчатое колесо 10, посаженное на щпонке на втулке 7 зубчатого конического венца 13, сцепляется с щестерней 9, сидящей на валу //. Вал // при помощи кривощипа 25 и щатунов 23 приводит в движение поршни 22 насосов, отчего жидкость, заполняющая трубопровод 19 и полости цилиндров над порщнями, начинает циркулировать, переходя из камеры всасывания трубопровода через цилиндр насоса в нагнетательную камеру, а оттуда через вентиль 27 снова во всасывающую камеру.

Тем или иным путем, открывая вентиль 27, создают ббльщее или меньщее сопротивление движению жидкости в

замкнутой системе катаракта, а следовательно, ббльщее или меньшее сопротивление движению поршней 22, вала 11, колеса 10, а с ними и конического зубчатого венца /5.

При определенной нагрузке на рабочий вал 5 (полезное сопротивление), а следовательно, при определенном давлении на зубья венца 3 со стороны сателлитов 5 и определенном открытии вентиля 27 катаракта зубчатый венец /5 будет иметь вполне определенное соответствующее этим условиям число оборотов. Число оборотов крестовины сателлитов, а с ними вместе и рабочего вала 6 равно полуразности чисел оборотов конических зубчатых венцов 4 и /5.

Как уже сказано выще, число оборотов венца 4-постоянное, а венца /5 меняется от нуля, при полном закрытии вентиля 27, до максимума, равного числу оборотов венца 4 при полном открытии вентиля 27. При этом число оборотов рабочего вала б меняется от максимума, равного половине числа оборотов венца 4 до нуля.

Предмет изобретения.

Диференциальный редуктор для роторного бурения, отличающийся тем, что для возможности плавного изменения числа оборотов ротора от нуля до максимального, путем поглощения части мощности в нем применен гидравлический катаракт, выполненный в виде полой кольцевой трубы J9, разделенной по диаметру на две связанные регулируемым отверстие 27 половины, сообщающиеся с насосами 14, предназначенными для одновременного перекачивания масла из одной половины трубы J9 в другую ее часть.

к авторскому свидетельству С, А. Касиарова

№ 51222

Фиг2