Буровое устройство Советский патент 1980 года по МПК E21B5/00 

(54) БУРОВОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к технике бурения скважин. Известно устройство шта ударно-вращательного бурения, содержащее корпус, удар ный механизм с электромагнитным приводом, ударником и наковальней, соединенной с породоразрушающим инструментом, генератор переменного тока для бескабельного питания, приводимый турбиной, электрическая обмотка ротора которого соединена через полупроводниковый вентиль с обмоткой электромагнитного привода ударного механизма 1 и 2. Однако, в указанном устройстве применяется сложный и недостаточно надежный генератор для питания электромагнитного привода ударного механизма. Этот генератор представляет собой специальную многообмоточную электрическую машину, совмещающую в одном корпусе синхронный генератор и возбудитель. Применение такой сложной электрической м.ашины вызывается требованием обеспечить соответствующую схему питания вращающейся обмотки электромагнитного привода ударного механизма. Целью данного изобретения является повьпиение надежносуги работы устройства. Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено электроконтактом, выполненным в виде двух, уотанОБленных соосно, электроизолированных кольцевых Чашек с ртутью с соответствующими кольцевыми крвдаками, которые поcfieMctBOM контактных стержней связаны с обмоткой статора и с обмоткой электромагготного привода ударного механизма, а контактньте ВЫБОРЫ стержней электрически связаны с чашками, при этом последние Сбешнены е &ращающейся частью привода, а |фышки установлень неподвижно. На фиг. 1 - буровое устройство; на фиг, 2 - сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 конструкция жидкостно-металлического контактного приспособления; на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 3; на фиг. 5 - электрическая схема питания обмотки, электромагнитного привода ударного механизма. Буровое устройство.содержит корпус 1, ударный механизм 2 с электромагнитным приводом 3, ударником 4 и наковальней 5, соединенной с породбразрушаюши } инструментом 6. Устройство снабжено размещенным в корпусе 1 асинхронным генератором 7, возбуждающимся от конденсаторов 8, с турбинным приводом 9. Ротор 1 О асинхронного генератора бое дйненбййймйонцом с piOTopOM 11 турбинного привода 9, и фугим - с корпусом 1 2 ударного механйзма. Электрическая обмотка 13 статора 14 генерат(а 7 черет неподвижные контакные стержни 15, угсрёплёшыёё Йбмбщью изолирующих втулок 16 в крышках 17 и 18 электроконтакта 19, прййрёппённь1Х к корпусу генератора с помощью штанг 2О и погруженные в .ртуть 21, содержащу- 1. юся в металлических чашках 22 к 23, прикреплегшых, на изоляторе 24 к вращающемуся корпусу 12 ударного механизма и имеющих контактные выводы 25,соеди нёна с обмоткой 26 электропривода 3 ударного механизма 2, В цепь оёк/тотки 26 включен полупроводниковый вентиль 27. На зажимы обмотки 13 вйлюЧГёйьг электрические конденсаторы 28. Эдектрркбнтакт , в.ключаетв себя также крепежный стакан, соединенный резьбовым соединением с крышкой 17, ролики качения 29, изолиру Ь1«йе втулки 30 и 31. Устройство, кроме того, содержит дополнительный корпус 32, переводник 33, вал 34 турбины, вал 35 генератора, ограничительную пружину 36, электромагн ты 37, шлицевое соединение 38, промежуточный вал 39, уплотнения 40,. Устройство работает следующим обра. ПрбйьтШтауй ЖШк:бЬТЬ йбйашт в корпус 1 устройства через переводник 33 на лопатки турбины. В результате вал 34 турбины начинает вращаться и прйвбцтгг . . во вращение соединенный с ним вал 35 генератора, крутящий момент которого пере дается на связанный с ним корпус 12 ударного механизма. Последний передает крутящий MtweHT через шлщёвбе сОёди нение 3 на наковальню 5, промежуточный вал 39 и далее - на породоразрушй1ощий инструмент 6,1 йвб1В(Г-ё1 6--ЁГсГ Ёрааёрйе. Чащк 22 и 23,ИрйЩ:1еплеин1,ге на изоляторе 24 к корпусу 12 ударного ЙёХёйиз- Ыа, вращаются вместе с последним. При этом ртуть 21, содержащаяся в чашках, все время смывает й6йтактйыёс гёржни 15. Напряж ёнйё переменного тока, снима емое с неподвижной ,обмотки 13, расположенной на статоре 14 асинхронного генеатора 7, с помощью электроконтакта 19 ерез полупроводниковый вентиль 27, среающий отрицательную полуволну напряже ия, подается на вращающуюся обмотку электромагнитов 39, которые вращаются вместе с корпусом ударного механизма 2f и под действием импульсного м агнитного поля, совдаваемого обмотками электромагнитов, ударник 4 ударного механизма 2 начинает периодически ударять по наковальне 5, Ударная нагрузка с наковальни через промежуточный вал передаётся на породоразрушающий инструмент. Промывочная жидкость, проходя ступени турбины, между корпусом и статором 14 генерато ра поступает в пространство между корпусом 1 и дорпусом ударного механизма, затем- в отверстия промежуточного вала и далее -« в породоразрушающий инструмент и к 3ai6oro для выноса породы. Таким образом, питание электропривода ударного устройства в скважине осуществляется с применением более простого дешевого и надежного генератора переменного тока - асинхронного самоЕОзбуждак щегося генератора с короткозамкнутым ротором, который может быть просто реализован на баз.е серийной выпускаемой асинхронной машшы погружного типа (тш пэд). ; - о р м у л а и 3 е т е н и я Буровое устройство, содержащее корпус, ударный мех анизм .с электромагнитным приводом, ударником и наковальней, соедине1шой с породоразрушающим инструментом, генератор переменного тОка,ротор которого связан с ротором Турбинного привода и с корпусом ударного механизма, о т л ич а ю Ш ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы, - оно снабжено электроконтатсгом, выполненным в виде Двух установленньвс соосно, электроизолированньгх кольцевых чашек с ртутью с соответствующими кольцевыми крьппками, которые, посредством контактных стержней, связаны с обмоткой статора и с обмоткой электромагнитного привода ударного механизма, а контактные выводы стержней электрически связаны с чащками, при этом последние соединены с вращающейся частую привода, а крышки установлень неподвижно.

Источники информации, поинятые во внимание при эксперттае

1. С. И. Кицис. Расчет колебаний в асинхронном самовозбуждающемся геиераfape, Извесггия высших учебных заведений MB и ССО СССР,серия Электромеханика, Na 9, 1967.

-2. Авторское свидетельство СССР № 542814, кл. Е 21 В 3/12, 1975.

А А

фиг. 2

ttNI

xl

xl

,

.

4