Устройство для вращения буровой колонны Советский патент 1983 года по МПК E21B19/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРОВОЙ КОЛОННЫ

1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к буровым станкам.

Известно устройство для вращения буровой колонны, включающее вращатель, -выполненный в виде асинхронного двигателя 1.

Недостатком конструкции является наличие сложного и дорогостоящего механического звена между вращателем и щтангой, связанная с этим высокая динамичность нагружения буровой колонны и вибрация при работе станка.

Наиболее близким к изобретению является устройство для вращения буровой колонны, включающее концёнтрично расположенные ферромагнитную трубу и индуктор асинхронного двигателя, закрепленный на обойме, установленной в корпусе 2.

Однако слабые электропроводящие свойства ферромагнитной трубы, являющейся ротором, и неполное использование обмотки индуктора обуславливает низкий КПД устройства.

Цель изобретения - увеличение крутящего момента за счет повыщения КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вращения буровой колонны, включающее концёнтрично расположенные

ферромагнитную трубу и индуктор асинхронного двигателя, закрепленный на обойме, установленной в корпусе, снабжено установленной на ферромагнитной трубе втулкой, выполненной из немагнитного электропроводящего материала и с кольцевым пазом для размещения индуктора, обмотка которого выполнена кольцевой, причем обойма выполнена из ферромагнитного материала и установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения.

На чертеже .представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1 с направляющей 2, ферромагнитную трубу 3 и кон)5 центрически с ней расположенный индуктор 4 асинхронного двигатаая 5.

На ферромагнитной трубе 3 жестко закреплена втулка 6, выполненная из немагнитного электропроводящего материала, например, дюралюминия с внешними кольцевыми 20 пазами 7, в которых размещены индукторы 4 с кольцевой обмоткой 8, закрепленные на ферромагнитной обойме 9, охватывающей своим цилиндром 10 и торцовыми кольцами 11 втулку 6.

На внешней цилиндрической поверхности 12 ферромагнитной обоймы 9 выполнены выступы 13, расположенные в продольных канавках 14 направляющей с возможностью осевого перемещения обоймы 9 относительно направляющей 2, а также с возможностью вращения втулки 6 относительно индукторов 4.

Подщипники 15 и 16 служат для обеспечения вращения ферромагнитной трубы 3 относительно индукторов 4 и обоймы 9. Относительно направляющей 2 труба 3 может совершать поступательное, вращательное и поступательно-вращательное движение.

Буровая коронка 17 служит для бурения цорных пород в скважине 19. На вь1ступах скважины 19 обоймы 9 закреплены магнитопроводы 20 индукторов 4.

Магнитопровод 20 выполнен из шихтованной электротехнической стали. Кольца 21 втулки 6 охватывают индуктор 4 с двух сторон и выполняют роль , короткозамкнутой обмотки. Ферромагнитная труба 3 вместе с кольцами 11 ферромагнитной обоймы 9 выполняют роль магнитопровода и служат для уменьшения потоков рассеяния и увеличения крутящего момента за счет повышения КПД.

Устройство работает следующим образом.

Нри включении обмотки 8 в сеть трехфазного тока в индукторах 4 образуется вращающееся магнитное поле, которое индуктирует ЭДС и токи во втулке 6 и ее кольцах 21, охватывающих индукторы 4 с трех сторон.

В результате взаимодействия магнитного поля индукторов 4 с токами во втулке 6 и кольцах 21 втулка 6 приходит во вращение и увлекает за собой ферромагнитную трубу

3, которая также вращается. За счет вращения втулки 6 и трубы 3 буровая коронка 17 соверщает вращательное движение и разрущает горную породу в скважине 18.

Выполнение обоймы 9 с выступами 13,

входящими в пазы 14 направляющего 2

корпуса 1, предохраняет обойму от проворота и обеспечивает возможность ее осевого

перемещения.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность процесса бурения за

счет увеличения крутящего момента.

Формула изобретения

Устройство для вращения буровой колонны, включающее концентрично расположенные ферромагнитную трубу и индуктор асинхронного двигателя, закрепленный на обойме, установленной в корпусе, отличающееся тем, что, с целью увеличения

крутящего момента за счет повыщения КПД, устройство снабжено установленной на ферромагнитной трубе втулкой, выполненной из немагнитного электропроводящего материала и с кольцевым пазом для размещения

индуктора, обмотка которого выполнена кольцевой, причем обойма выполнена из ферромагнитного материала и установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 573380, кл. Е 21 С 1/00, 1973 (прототип).