Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура Советский патент 1981 года по МПК E21B44/04 E21B4/00 

(54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ТУРБОБУРА

1

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, регулирующим скорость вращен;.; вала турбобура.

Известны турбобуры, скорость которых зависит от механической характеристики турбины l.

Основным недостатком таких турбобуров являются большие разгонные и рабочие скорости вращения их вала, которые обуславливают быстрый износ бурового инструмента.

Известно также устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура, содержащее корпус, в котором выполнены отверстия для сброса рабочей жидкости, чувствительный элемент и ограничитель скорости 2.

Недостатками указанного устройства являются низкая надежность работы из-за возможного несоответствия результирующего реактивного момента на корпусе турбобура действительному вследствие взаимодействия корпуса турбобура со стенками скважины, а также высокая силовая нагруженность рабочих элементов регулятора.

Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение конструкции .

Указанная цель достигается тем, что ограничитель скорости выполнен в виде втулки с наклонной поверхностью, сопряженной с чувствительным элементом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1.

10

Устройство для регулирования скорости, вращения вала турбобура содержит корпус 1, жестко связанный с полым валом 2 турбобура расположенное в корпусе 3 турбобура кольцо 4, кото15рое жестко соединено с корпусом 1 и шарнирно связано с чувствительным элементом 5, сопряженным с наклонной поверхностью втулки 6, зафиксированной в крайнем положении посред20ством пружины 7 и снабженной пазом 8, в котором установлен штифт 9, закрепленный на корпусе 1, Для сброса рабочей жидкости в корпусе 1 и втулке 6 выполнены соответственно отверс25тия 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

При скорости вращения вала 2 турбобура, менее или равной предельно 30 установленной скорости, сбросные отверстия 10 и 11 соответственно в .корпусе 1 и 6 разобщены.

В этом положении вся рабочая жидкость поступает в турбину, и на валу турбобура обеспечивается максимальны крутящий момент, что очень важно при запуске турбобура. При превышени предельно установленной скорости вра1щения вала турбобура вследствие мало крутящего момента чувствительный элемент 5 под действием центробежной силы воздействует на наклонную поверхность втулки 6 и, преодолевая сопротивление пружины 7 и .гидравлическую силу от перепада давления в . полости корпуса 1 и подвижной втулки б,перемещает последнюю до совмещения сбросных отверстий 10 и 11 соответственно в корпусе 1 и втулке 6. Тогда часть рабочей жидкости уходит в призабойную зону, минуя турбину, и скорость вращения вала снижается до предельно установленной. Таким образом, поддерживается наиболее благоприятный режим работы турбобура (а следовательно, и долота) при максимальном крутящем моменте и установленной скорости вращения. Изменение установленной скорости вреидения вала производиться за счет изменения веса чувствительного элемента при неизменных параметрах других элементов устройства. Таким образом, осуществляется регулирование скорости вращения вала турбобура по скорости вращения вала.

Использование предлагаемого устройства дает значительный экономический эффект за счет более высокой стойкости долота, поскольку обеспечивается рациональный режим его работы, особенно в начальный NIOMBHT воздействия бурового инструмента на забой, использования турбин с любыми механическими характеристиками,что открывает большие перспективы значительного повышения крутящего момента и мощности турбобура при одновременном уменьшении его габаритов, надежного и быстрого запуска турбобура, который производится при максимальном расходе рабочей жидкости, а следовательно, и максимальном крутящем моменте на валу., более эффективной очистки забоя скважины от шлама, так как вся рабочая жидкость поступает в забой, что обеспечивает благоприятные условия бурения.

Формула изобретения.

Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура, содержащее корпус, в котором выполнены отверстия для сброса рабочей жидкости чувствительный элемент, ограничитель скорости вращения, отличающееся тем, что, с целью повыиения надежности работы и упрощения конструкции, ограничитель скорости выполнен в виде втулки с наклонной поверхностью, сопряженной с чувствительным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.-Авторское свидетельство СССР 448263, кл. Е 21 В 3/12, 1974.