Регулятор скорости вращения турбобура Советский патент 1979 года по МПК G05D13/00 E21B3/12 

Изобретение относится к области забойных гидравлических двигателей Известны турбобуры, npHweHHeh-ttie при бурении глубоких нефтяных и дру гих скважин 1, скорость вращения вала которых превышает максимально допустимую скорость вращения высоко производительных шарошечных долот с герметизированными опорами, что затрудняет их совместное использование. Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор скорости вращения турбобура 2, содержащий корпус с входн и выходной полостями с размещенными в нем турбиной, польем валом и клапаном. Недостатком такого регулятора является низкая стойкость его элементов при работе в сложных забойны условиях в среде абра-зивного бурового раствора. Целью изобретения является повыш ние надежности регулятора скорюсти вращения турбобура. Эта цель достигается тем, что предложенный регулятор содержит вин товую пару, внутренний элемент кото рой связан с корпусом, а наружный установлен в корпусе с зазором и связан с полым валом турбобура.-Входная полость корпуса соединена с выходной через винтовую пару и полый вал, а также через зазор между наружным элементом винтовой пары и корпусом и турбину турбобура.. На чертеже представлен регулятор скорости вращения турбобура, общий вид. Регулятор содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, винтовую пару,, состоящую из внутреннего 4 и наружного 5 элементов, гибкий вал 6, жестко связанный через плиту 7 с корпусом 1 турбобура 8. Наружный элемент 5, установленный в корпусе 1 с зазором 9, имеет для центрирования радиальную опору 10 и в нижней части соединен с полым валом 11 турбобура 8. В опоре 10 выполнены наклонные отверстия 12, по которым рабочая жидкость из входной полости 2 подводится к турбине 13 турбобура 8. Регулятор скорости вращения турбобура {Работает следующим образом. При прокачивании рабочей жидкости (бурового раствора) через турбобур 8 поток жидкости из входной полости 2 может проходить по- двум параллельным каналг1М с разными гидравлическими сопротивлениями: через каналы в винтовой паре и вал 11, а также через отйерстия 12, зазор 9 и турбину 13. Оба потока жидкости соединяются под турбиной 13 в выходной полости 3. Проходя через турбину Гз, рабочая жидкость-, подаваемая под давлением, вращает вал 11, а следовательно, и наружный элемент 5 винтовой пары. Расход жидкости через винтовую пару определяется скоростью вращения элемента .5. С увеличением скорости вращения расход увеличивается, а при снижении уменьшается, достигая минимума при остановке/элемента

5. Количество жидкости, проходящей пр этом через турбину 13, напротив, достигает максимальной величины, как и величина вращакнцего -момента, развивав мого турбиной 13 турбобура 8. Посколь ку скорость вращения вала 11 турбобура 8 пропорциональна расходу жид кости, проходящей через турбину 13, то используя винтовые пары с различными конструктивными параметрами, можно в широких пределах изменять, выходную ско|ростную характеристику турбобура 8.

Такой регулятор скорости вращения турбобура облетает повышенной надежностью при работе в среде абразивной жидкости, что позволяет увеличить длительность эксплуатации турбобура.

Формула изобретения

Регулятор скорости вращения турбобура, содержащий корпус с входной и выходной полостями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит винтовую пару, внутренний элемент которой связан с корпусом, а наружный установлен в корпусе с зазором н связан с полым валом турбобура; причем входная полость корпуса (Соединена с выходной через винтовую пару и полый вал через зазор между наружным элементом винтово пары и корпусом и турбину турбобура.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шумова З.И. и Собкина И.В. Справочник по турбобурам. М., Недра, 1970, с.3-17.

2.Патент Франции 01232930, М.Кл. Е 2J В , 1964.