Система маслозащиты забойного двигателя Советский патент 1981 года по МПК E21B4/00 

Иаофетение относится к буровой технике, а точнее к забойным двигателям для бурения скважин. Известна система маслозащиты забойных двигателей, включакядая маслонаоол- Шую камеру, лубрикатор и уплотнения Недостаток этой системы маслозащиты состоит в том, что в ней не предусмо рен сброс яреет ерного избыточного давления внутри маслонаполненной камеры, что может привести к повышенным контакгш 1м нагрузкам в уплотнениях и отказу последних. Иэ&естка также систо 1а маслозаэдиты эабойшич) двигателя, включающая упло нения и луфнкатор, расположенный над верхним уплотнением и сод жапшй масляную полость, цилиндр, зажимную втулку я предохранительный узел, размещенный в верхней части лубрикатора 2 . Уплотнения являются двойными и снаб жеВь дополнительнык и лубрикаторами небольшого объема. Основной лубрикатор вьпюлнен пружинно - поршневым. Для предотвраще1шя шламования зазора между поршнем и цилиндром лубрикатора зазор перекрыт трубчатой резиновой диафрагмой, один конец которой закреплен на поршне, а другой - на цилиндре. Предохранительный узел выполнен в виде обратного клапана шарового типа, через который осуществляется сброс чрезк1ерного избыточного давления в масляной полости. Практика показывает, что шаровой клапан неудовлетворительно работает в среде бурового раствора. При спуске в скважину раствор запотшяет полость клапана, в которой находятся шар и пружина. При повышении давления в масляной полости клапан открывается и пропускает часть масла. В момент закрытия клапана возможно проникновение взвешенных в растворе частиц между шаром и сеалом клапана, В резутгьтате этого масло постепенно замедается раствором, что приводит к отказу г метизируемого узла. 38 Нередки также случаи, когда тве|рдая фаеа раствора оседает в полости клапана и препя1х:твует егю открытию. В этом случае увеличивается избыточное давление в масляной полости, что приводит к ,разрыву диафрагмы, разклиниванию поршня и ухудшегопо работы уплотнший. В конечном итоге, это также приводит к преждевременному отказу г метизщ)уемых узлов. Таким образом, применяемый в сиетеме маслозашиты клапан вносит элемент ненадежности в работу устройства. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности системы маслозащиты. Указатдаая пель достигается тем, что предохранительный узел вьтолнен в виде .эластичной втулки, размешенной с натяго между цилиндром и зажимной втулкой, причем в цилиндре в месте контакта с эластичной втулкой вьтолнен продольный паз для стравливания давления из масляной полости. На фиг. I представлена схема систолы маслозащиты забойного двигателя; на фиг 2 - поршневой лубрикатор; на фиг. 3 сечение А-А на фиг, 2; на фиг. 4 - фраг мент системьт с диафрагменньгм вариантом лубрикатора. Система маслозащиты включает маслонаполненную камеру А, в которой размещаются герметизируемые узлы двигателя .не показаны). Камера А ограничен кожухом I, верхним 2 и нижним 3 уплот нениями, в нее входят валы 4 и 5. Лубрикатор б связан с камерой А каналом Вся система размещена в корпусе 7. Про мывочная жидкость движется по кольцевому каналу В, направление ее движения показано стрелками. Лубрикатор 6 содержит масляную полость Б, цилиндр 8, зажимную втулку 9, предохранительный узел Ю, поршень 11 (фиг. 2). Предохранительный узел Ю включает эластичную втулку 12, размещенную между цилиндром 8 и зажимной втулкой 9 (фиг. 2 и 3). В последней вы полнены каналы В, гидравлически связывакхпие масляную полость Б с наружной поверхностью эластичной втулки 12. В верхней части цилиндра 8 в месте контак та с втутпсой 12 вьшолнен продольный па Г. Полость Б связана с маслонаполненно камерой А каналом Д, размешенным меж ду корпусом 7 и наружной втулкой луб.рикатора 13. Устройство работает следующим образом. 1 При подаче промывочной жидкости (готи включении электродвигателя электробура) приводятся в действие герметизируемые узлы и валы 4 и 5 забойного двигателя, масло в камере А разогревается и расщиряется. За счет теплового расши-/ р«ашя масла поньоиается избыточное давление в системе маслозащиты по отнощешпо к давлению промывочной жидкости, которая передается внутрь камеры А через канал Е (фиг. I), поршень II и канал Д, При достижетии заданнохчэ избыточного давления предо;1срашггельный узел Ю открывается за счет сметцения эластичной втулки 12 в паз Г, в результате чего между втулками 12 и 9 образуется зазор и масло по каналу В и зазору вытекает в поток промывочной жидкости. При снижении избыточного давления до заданной величины втулка 12 занимает исходное положение и утечка .масла пре-« крашается. Кроме момента запуска, узел IU вступает в работу гфи подъеме двигателя из скважины, когда из масла начинают выделяться газообразные вещества. При этом более легкие газы поднимаются из каме ры А по каналу Д в полость лубрикатора 6 (фиг. 1) в верхнюю его часть, откуда и удаляются через гфедохранительный /.; узел 10. При установке его в другом месте (наприм, в нижней части лубрикатора 6) давлением газа сначала удалялось бы масло из полости лубрикатора 6. VX Еще более гфосто выполни предохранительный узел Ю в системе маслозащи- ты с диафрагту енным лу икатором 6 (фиг. 4). Здесь диафрагма 14 надета на перфорированный цилиндр 8 и закреплена на нем зажимной втулкой 9 и корпусом 15 уплотнения 2. На верхнем конце цкгшндра 8 выполнен продольный паз Г. Давление раствора передается внутрь полости Б через перфорацию в цилиндре 8 и диафрагму 15. При повышении внутреннего. давления верхняя часть диафрагмы 14 смещоется в паз Г и через зазор между диафрагмой 14 и втулкой 9 избыток масла стравл1шается в поток промывочной жидкости. При снижении избыточного дешле- ния до залашюй величины диафршгма 14 занимает исходное положение и уплотняет зазор. Таким образом, здесь диафрагма 14 также играет роль уплотняющего и упругого элемента предохранительного узла Ю. Поскольку диафрагма 14 относится к деталям типа втулок, то и в данном случае

можно говорить о применении эластичной втулки 14 в предохранительном устройств

Наряду с jTcaaaHHbiMH могут быть использованы и другие варианты, устройств. В частности, при омывании раствором пубрякатора снаружи целесообразно вьшолнить паз в наружном шшишфе, а масло подводит к внутренней поверхности эластичной втулки.

ТехниКо-економические преимущества предлагаемого устройства заключаются в предотвращении чрезмерного увеличввия избыточного давления в маслонаполненной камере А и вытекания масла из маслонаполненной камерьь то рбеспечивается тем, что паз Г находится в потоке промывочной жидкости, в связи с чем отсутсчвуют условия его зашламлення или оседешш в нем твердой фазы раствора. Поэтсйлу появлению зазора между втулками 0 и 12 или 15-во втором варианте) нет преяятств1Й. При случайном попадании в открытый зазор частиц гвщщоК фазы раствора они не представляют опасности, так кеас эластичность втулки 12 позволит

обеспечить герметичность контакта после сш{же1шя избыточного давления до заданной величины. Таким образе, избыточное давление при правильном выборе параметров предохранительного у;зла 10 подд живается в камере А в оптгалальных

пределах, чем oбecпefчивaeтcя првы шение надежности работы системы маслозапщты и всего двигателя в целом.

Формула изобретения

Система маслозащиты забойного двигателя, включакяцая уплотн пш, либршсатор, расположешый над верхним yплot нением и содержащий масляную полость, шшшщр, зажимную втулку и предохрэнительиый узел, размещенный в верхней . части луфикатора, отличающаяся т:&л, что, с целью повышения надежности и долговечности системы, предохранительный узел выполнен в виде эластичной, втулки, размещенной с натягом между цилиндром и зажимной втулко причем в пшгандре в месте контакта с эластичной втулкой выполнен продольный паз для стравливания избытка масла из масляной полости.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1.Патент США № 3659662, кл.175/107, опублик. 1972.

2.Фоменко Ф.Н. Бурение скважин электробуром, М., Недра, 1974,

с. 84-85 (прототип).

Промывочной жидкость

Фиг.1