Многоступенчатая гидравлическая турбина, преимущественно для турбобура Советский патент 1942 года по МПК F03B13/02 E21B4/02 

Изобретение касается многоступенчатой гидравлической турбины, преимущественно для турбобура, в которой применена эластичная, в частности, например, резиновая, опора для вращающихся частей.

В предлагаемой турбине опора выполнена в виде обкладки внутренних поверхностей статорных колец направляющего аппарата, сделанной из эластичного материала, например, из резины. Обкладка расположена на торцевых, а также на внутренней цилиндрической поверхностях статорных колец аппарата.

На чертеже изображен продольный разрез турбобура с помещенной в нем многоступенчатой турбиной.

Многоступенчатая гидравлическая турбина предназначена для привода во вращение вала / турбобура, служащего для бурения скважин любой глубины и диаметром от 40 мм и более. Рабочий агент (вода, глинистый раствор), прокачиваемый насосом, установленным у устья скважины, подается в турбину через колонну бурильных труб. Турбина состоит из неподвижной системы колец статора, несущих направляющие лопатки, и вращающейся системы рабочих колес ротора.

Колеса ротора, несущие рабочие лопатки, передают через шпонку вращающий момент валу 1, к нижнему концу которого приворачивается долото. В качестве подшиннпков для восприятия осевых и радиальных усилий в турбине используются направляющие кольца статора, внутренняя н торцевые поверхности которых для этой цели обкладываются резиной.

Турбина имеет корпзс 2 с приверпутым к нему переводником 5, с помощью которого Турбина турбобура соединяется с колонной бурильных труб.

В корпусе помещены статор 4 с кольцами направляющего аппарата и ротор 5 с рабочими колесами.

С татор фиксируется в корпусе осевым зажатием с помощью ниппеля 5. который ввертывается в нижний конец корпуса. Момент трения, возникающий на торцах статорных колец от ниппелем, предотвращает проворачивание этих колец в корпусе от действия реактивного момента при работе турбобура. Ротор 5 насаживается на вал J турбобура на шпонке 7 и закрепляется на нем с помощью гайкп 8. Па коническую резьбу 9 нижней части вала приворачивается либо непосредственно долото, либо удлинитель.

В ниппеле 6 находится привулканизированная к нему резиновая втулка 10, направляющая нижний конец вала и являющаяся сальником, заставляющим рабочую жидкость проходить через отверстия вала в долото.

Для защиты вала от истирания на него надевается защитная втулка п.

Резиновая обкладка со стороны торцев статорных колец воспринимает осевые усилия, а со стороны внутренней цилиндрической поверхности воспринимает радиальные нагрузки и направляет вал.

Осевое усилие от гидравлического перепада , на/п,равл€(нное сверху вниз, передается через нижние торцы рабоч1их колес турбины верхним торцам статорных колец.

Осевая реакция забоя при бурении с нагрузками, превышающими гидравлическую, передается через верхние торцы колес ротора нижним торцам колец статора.

Радиальные усилия посредством ступиц передаются на цилиндрическую поверхность резиновых обкладок колец статора.

Преимущества данной многоступенчатой турбины турбобура следующие:

а) возможно увеличение моп1,ности без опасения за прочность конструкции турбобура;

б)возможно повышение числа оборотов турбины без ее интенсивного износа, так как применение опоры из эластичного материала допускает высокие окружные скорости;

в)упрощение изготовления турбобура, вследствие отсутствия в нем точно изготавливаемых деталей (подшипников качения) и уменьшения длины вала в связи с 1возможностью изготовления корпуса без внутренней обработки, так как кольца статора направляются непосредственно валом;

г)упрощение ремонта и эксплуатации турбобура, вследстБие отсутствия быстро изнашивающихся деталей и упрощения конструкции.

Предмет изобретения

1.Многоступенчатая гидравлическая турбина, преимущественно для турбобура, с применением эластичной, в частности, например, резиновой, опоры для вращающихся частей, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде обкладки внутренних поверхностей статорных колец направляющего аппарата из эластичного материала, например, резины.

2.Форма выполнения турбины по п. 1, отличающаяся тем, что обкладка из эластичного материала, например, резины, располагается на торцевых и внутренней цилиндрической поверхностях статорных колец направляющего аппарата.