Винтовой забойный двигатель Советский патент 1982 года по МПК E21B4/02 

(5А) ВИНТОВОЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

изобретение относится к буровой технике, а имено к забойным двигателям, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известен героторный винтовой механизм, содержащий рабочие органы, . статор и ротор, в виде конического винтового героторного механизма, карданное соединение, вал и радиальноупорный подшипник СП.

Недостаток устройства заключается в том, что при спуско-подъемных операциях не обеспечен переток промывочной жидкости минуя рабочие органы двигателя.

близким решением из известных является забойный г едравлический двигатель, содержащий рабочие органы, статор и аксиально подвижный ротор в виде винтового героторного , вал и радиально-упорный подшипник t2.

Недостатком известного двигателя является то, что долговечность рабочих органов ограничена ввиду износа и изменения размеров зубьев ротора и статора и, следовательно, появления зазора в паре, что приводит к снижению нагрузочной характеристики дви,гателя.

Цель изобретения - повышение долговечности двигателя.

Поставленная цель достигается тем,

to что двигатель снабжен установленной на валу сменной кофтой для ограничения хода ротора вверх, а рабочие органы выполнены с коническими винтовыми поверхностями, вершины конусов которых обращены вверх навстречу по,току промывочной жидкости.

На фиг. 1 изображен общий вид винтового забойного двигателя, продольjjj ный рвзрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. t; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

ВИНТОВ.ОЙ забойный двигатель содерI жит рабочие органы в виде винтового героторного механизма, включающего статор 1 и аксиально подвижный рото Ротор 2 и статор 1 выполнены с к .ническими винтовыми поверхностями, вершины конусов которых обращены навстречу движущемуся потоку промывочной жидкости« Ротор 2 через карданное соединение .3 и переходник 4 связан с валом 5. На валу 5 шпиндел установлена промежуточная втулка 6, на которой смонтирован радиальноупорный подшипник 7. Промежуточная втулка 6 сопряжена с валом 5 шпинде ля посредством подвижного в осевом направлении пазового соединения, . например шлицевого. Подшипник закре лен на промежуточной втулке 6 гайка ми 8. На валу 5 шпинделя между нижним упорным торцом промежуточной втулки и буртом вала установлена сменная муфта 9, ограничивающая ход ротора вверх и имеющая продольный разъем. Части муфты соединены между собой, например, посредством болтов Ю Винтовой забойный двигатель рабо тает следующим образом. При прокачивании жидкости, в условиях отсутствия забойной нагрузки на долото, ПС5Д действием массы вращающихся частей двигателя и усилия от перевала давления, действующего в первоначальный момент на ротор, вал шпинделя вместе с к.ардзнным соединением и ротором перемещается вниз на величину Н, до упора торца 0 переходника k в верхний торец г промежуточной втулки 6, При этом открывается проход жидкости в .образовавшийся зазор между ротором и ст тором. При создании осевой нагрузки на Д9ЛОТО вал шпинделя перемещается по пазовому соединению до упора торца муфты в нижний торец промежуточной втулки, а ротор двигателя занимает верхнее положение (фиг. 1), обеспечивая опредепенный натяг в рабочей паре. При верхнем расположении подвижной системы двигателя и подаче промывочной жидкости под давлением, планетарное движение ротора преобразуется в соосное вращение вала шпинделя при ломощи карданного вала передающего вращающий момент и гидравлическую осевую нагрузку от рото По мере износа винтовых зубьев конического героторного механизма нагрузочная характеристика двигател снижается. Для восстановления степе-, ни обжатия конических рабочих органов из-за износа винтовых поверхностей зубьев после подъема двигателя на поверхность производится установка новой сменной муфты, по высоте меньшей высоты L предыдущей муфты. За счет уменьшения высоты муфты обеспечивается перемещение ротора вверх относительно статора и, следовательно, восстановление натяга в рабочей паре и нагрузочной способности двигателя. Выполнение винтового забойного двигателя с коническими рабочими органами, имеющими возможность относительного осевого перемещения, позволяет повысить долговечность.двигателя за счет многократного восстановления степени обжатия обкладки статора при износе рабочих органов, для создания оптимального натяга в паре. Наличие сменной муфты, при возможном осевом перемадении вращающихся частей двигателя, позволяет восстанавливать загрузочную способность двигателя в условиях буровой при износе винтовых поверхностей рабочих органов. Кроме того, при отсутствии осевой нагрузки на долото и, следовательно, наличии зазора в конических рабочих органах двигателя обеспечивается циркулирование промывочной жидкости в стволе скважины, а также слив или заполнение бурильной колонны промывочной жидкостью в процессе спуско-подъемных операций без применения дополнительных устройств. Формула изобретения Винтовой забойный двигатель, содержащий рабочие органы, статор и аксиально подвижный ротор в виде винтового героторного механизма, вал и радиально-упорный подшипник, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя, он снабжен установленной на валу сменной муфтой для ограничения хода ротора вверх, а рабочие органы-выполнены с коническими винтовыми поверхностями, вершины конусов которых обращены вверх навстречу потоку промывочной жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР f i(00689, кл. Е 21 В 3/12, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР F , кл. Е 21 В 3/12, 1973.

К

ч

t