Ротационный забойный гидравлический двигатель Советский патент 1977 года по МПК E21B3/12 

I

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для глубокого бурения скв жин, в частности к гидравлическим забойным двигателям.

Известен ротационный забойный гидравлический двигатель, включающий корпус с профилированной внутренней поверхностью, полый вал с выдвижными лопастями и полый шпиндель.

Недостатком известного гидравлического двигателя является то, что он не обеспечи- вает достаточный крутящий момент, а увеличение момента связано с повышением давления на входе двигателя.

Целью изобретения является повышение крутящего момента двигателя без повышения давления на его входе.

Указанная цель достигается тем, что двигатель снабжен соединенным со шпинделем раструбом, гидравлически сообщающимся с выходом двигателя кольцевым каналом образованным раструбом и валом, осевой -канал которого на выходе выполнен сужающимся, причем площадь сечения осевого каЫала вала щпинделя больше суммарной пло-,

щади сечения выхода осевого канала вали и кольцевого канала.

Указанная цель достигается также тем, что раструб соединен со шпинделем скользящим шлицевым соединением.

На фиг. 1 изображен ротационный забойный гидравлический двигатель; на фиг. 2 то же, сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - лопасть ротора в его радиальном пазу.

Ротационный забойный гидравлический двигатель включает корпус 1, полый вал 2 с выдвижными лопастями 3 и полый Шпиндель 4.

Корпус выполнен с полостью 5 высокотч) давления и полостью О низкого папления, Которые имеют соответственно впускное и выпускное окно.

Полость 5 соединена с поЛостью 7 лерьходника 8.

Двигатель снабжен раструбом 9, межпу которым и выпуск 1ым окном 1О установлен профилированный выступ 11. Полый вил с выцБижными лопастями в рапиальных пазах устанойлен в корпусе на подшипниках 12, закрыт крышками 13, 14и снабжен торцовыми уплотнениями 15. В тале мо/юго вала выполнен скзоэной осевой Кйнвл 16, сообщенный с плоскостью 7 перехоиника 8, т.е. со входом гидродвигате-. ля, и выведенный в соосную с ним эжекционную камеру 17, связанную с выходом. Сквозной осевой канал полого вала выполнен сужающимся на конце. Г1осредством скользящего шлицевого со-единения ротор свя.зан . со шпинделем 18, установленным на подшипнике 19 в пе-: рэхЬпнике 2 О корпуса 1.j На задних поверхностях лопастей.3 вала выполнены канавки 21, сообщающие подло, пастные полости 22 с соответствующими Р|а бочими камерами. В подлопастных полостях 22 установлены пружины 23, торцы которых упираются в днище пазов н лопасти 3. Комлевые части лопастей 3 выполнены с выступами, входящими в контакт с соответствующими выступами на стенках пазов при полностью выдвинутой лопасти. На попках выступов лопастей установлены уплотнитель ные прокладки й4, а на их гребнях - уплотнения 25. Полость 5 корпуса имеет впускное окно 26. В торце шпинделя 4 выполнено гнездо для крепления бурового инструмента, например долота. Работает описанный забойный дбигатель следующим образом. По каналу переходника 8 подают промывочную жидкость под давлением в полость 7. Из нее часть жидкости попадает в осевой канал 16 иолого вала, а часть - в полость высокого давления 5. Сужение на конце канала 16 создает гидросопротивление, бяаго;даря чему в полости 7 поддерживается необходимое даааение. Из полости 5 жидкост через впускное окно 26 поступает в рабо- . чую камеру. Подаваемая под давлением промывочная жидкость, взаимодействуя с лопестями 3, приводит полый вал 2 во враще ние. Отработанная жидкость выбрасывается через выпускное окно 10 в полость низкого давления 6, а затем в эжекционную ка-i меру 17 на выходе. В ней происходит смешение отработанной жидкости с жидкостью, поступающей по каналу 16, При этом жидкость, движущаяся с большой скоростью на выходе из канала 16, вызывает инте юивны отсос отработанной жидкости и дополнитель ное падение давления на выходе гидродвига теля. По анутреннему каналу ппшнделя 4 смешанный поток промывочной жидкости поступает к долоту, причем давление повышается за счет падения скорости, поскольку площадь проходного сечения указанного канала больше суммарной площади сужающейся части кйнала 16 и кольцевого зазора эжекаионной камеры. При прохождении выступа 11 лопасть 3 полотно вала 2 устанавливается в радиальнйй паз, сжЯмая пружину и вытесняя жидкость |ИЗ подлопастной полости 22. После выхода из контакта с выступом 11 лопасть 3 . поддействием пружины выдвигается из па-г за к своим уплотнением 25 соприкасается |с внутренней поверхностью корпуса 1. Одновременно жидкость под давлением из рабочей камеры поступает по канавкам 21 в подлопастную полость 22 к дополнительно поджимает лопасть, вытесняя ее, как поршень. При полностью выдвинутом положений выступ комлевой части лопасти упирается в выступ стенки паза и, обжимая прокладку 24, обеспечивает эффективное уплотнение зазора между передней поверхностью лопасти и стенкой паза. Полый вал 2 приводит во вращегше шпиндетП) 4 с буровым долотом. При этом бла-, годаря наличию скользящего шлицевого соединения 18 осевые нагрузки, возникающие 1при работе инструмента, не передаются на подшипниковые узлы, что обеспечивает повышение крутящего момента без повышения давления на входе. Формула изобретения 1.Ротационный забойный гидравлический двигатель, включающий корпус- с профилированной внутренней поверхностью, полый вял с выдвижными лопастями и полый шпиндель, отличающийся тем, что, с целью повышения крутящего момента без повыиГения давления на входе, он снабжен соединенным со шпинделем раструбом, гидравлически сообщающимся с выходом двигателя кольцевым каналом, образованным раструбом и валом, осевой канал которого на выходе выполнен сужающимся, причем плошапь сечения осевого канала вола шпинделя б(5льше суммарной площади сечения выхода гх евого канала вала и кольцеБого кангэла. 2.Двигатель по п.1, о т л и ч а ю ш и rtс 8 тем, что раструб соединен со шпия/иелем скользншнм ишицевым соепииепис-м. .

Фиг.1

26

Фиг.З

23