EA024018B1 - Винтовой забойный двигатель - Google Patents
Винтовой забойный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- EA024018B1 EA024018B1 EA201300574A EA201300574A EA024018B1 EA 024018 B1 EA024018 B1 EA 024018B1 EA 201300574 A EA201300574 A EA 201300574A EA 201300574 A EA201300574 A EA 201300574A EA 024018 B1 EA024018 B1 EA 024018B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sealing
- drilling fluid
- stator
- gas
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 81
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 56
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 10
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0085—Adaptations of electric power generating means for use in boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/005—Below-ground automatic control systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
- F04C15/0019—Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
- F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
- F04C2/1073—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member is stationary while the other member rotates and orbits
- F04C2/1075—Construction of the stationary member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
- F04C13/008—Pumps for submersible use, i.e. down-hole pumping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2230/00—Manufacture
- F04C2230/90—Improving properties of machine parts
- F04C2230/91—Coating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/20—Rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к буровой технике. Для получения технического результата - создания нового винтового забойного двигателя, обеспечивающего повышение КПД и ресурса работы двигателя, улучшающего показатели бурения, в винтовом забойном двигателе, включающем статор (1) с внутренней винтовой поверхностью, размещенный внутри статора (1) ротор (2) с наружной винтовой поверхностью, систему уплотнения, шпиндельный узел, согласно изобретению система уплотнения содержит контактное упругое многослойное уплотнительное средство (4), жестко соединенное или со статором (1), или с ротором (2). Причем упругие ленты (5), образующие слои в уплотнительном средстве (4), имеют замкнутые кольцеобразные формы и по форме соответствуют поверхности, к которой они прикреплены, причем количество слоев уплотнительного средства (4) не более шести, в слоях в качестве уплотнительных сред используются отдельно газ (18) и/или жидкость (19). Кроме того система уплотнения содержит узел (3) разделения потоков бурового раствора (17), электрогенерирующую турбину (12), узлы (14) регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора, смеситель (15) бурового раствора, насосный узел (13) для бурового раствора, систему автоматического управления (16), а также в соответствии с применяемыми уплотнительными средами резервуар-стабилизатор (6) с газом, компрессор (7), теплообменник (10) для охлаждения газа и/или резервуар-стабилизатор (8) с жидкостью, насос (9), теплообменник (11) для охлаждения жидкости.
Description
Известны винтовые забойные двигатели, включающие корпус, закрепленный внутри корпуса статор, размещенный внутри статора ротор, шпиндельный узел, в которых в качестве контактного упругого уплотнительного средства между металлическим ротором и статором используют обкладку из эластомера, например из резины, с внутренней винтовой поверхностью, закрепленную на статоре (Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели: Справочное пособие - М.: ОАО Издательство Недра, 1999, с. 375).
Известен винтовой забойный двигатель, включающий корпус, закрепленный внутри корпуса статор, размещенный внутри статора ротор, у которого число винтовых зубьев на одно меньше, чем у статора, шпиндельный узел, в двигателе в качестве контактного упругого уплотнительного средства между статором и ротором используют обкладку из эластомера, например из резины, нанесенную на металлический остов ротора (Патент КИ № 2011778, МПК Е21В 4/02 от 30.04.1994).
Наиболее близким аналогом является винтовой забойный двигатель, включающий корпус, закрепленный внутри корпуса статор, размещенный внутри статора ротор, у которого число винтовых зубьев на одно меньше, чем у статора, шпиндельный узел, в двигателе в качестве системы уплотнения используется система, выполненная следующим образом - на корпусе выфрезованы винтовые полости, в которые вкладываются специального профиля полые шланги, один конец шланга специального профиля заглушён, а другим они присоединены к общему коллектору, сверху шлангов, внутри корпуса, привулканизирован резиновый статор таким образом, что винтовые поверхности его совпадают с винтовыми полостями корпуса, полости шлангов через коллектор и вмонтированный в корпус обратный клапан заполняются маслом под давлением, тем самым до определенного предела заполненные маслом шланги служат для компенсации износа вершин статора (Авторское свидетельство СССР № 1717782 А1, МПК Е21В 4/02 от 07.03.1992).
Во всех этих известных объектах эластомер-резина, используемый для уплотнения, имеет такие неэффективные физико-механические показатели, например, в сравнении со сталью, как высокий коэффициент трения для пары резина-сталь и пары резина-резина, низкий предел прочности, низкую теплостойкость (Патент КИ № 2145012, МПК Р16Р 15/00 от 27.01.2000; Химический энциклопедический словарь/Главный редактор И.Л. Кнунянц, Москва: Советская: энциклопедия, 1983, с. 791).
Из-за неэффективных физико-механических показателей резины известные объекты имеют общие недостатки: используемые в них уплотнительные средства характеризуются повышенным износом, пониженной прочностью, пониженной теплостойкостью, не широким диапазоном температур и давлений для эксплуатации, невозможностью эффективного управления температурой уплотнительного средства для постоянного поддержания его рабочей температуры, невозможностью исключения его перегрева, приводящего к разрушению резины; использование резины для уплотнения движущихся элементов в известных забойных двигателях снижает эффективность, КПД и ресурс работы двигателей, ухудшает показатели бурения.
Технической задачей изобретения является создание нового винтового забойного двигателя, устраняющего указанные недостатки известных объектов, обеспечивающего повышение эффективности, КПД и ресурса работы двигателя, улучшающего показатели бурения.
Для решения данной технической задачи в винтовом забойном двигателе, включающем статор с внутренней винтовой поверхностью, размещенный внутри статора ротор с наружной винтовой поверхностью, у которой число винтовых зубьев на одно меньше, чем у статора, систему уплотнения, шпиндельный узел, согласно изобретению система уплотнения содержит контактное упругое многослойное уплотнительное средство, жестко соединенное или со статором, или с ротором, или содержит два уплотни-тельных средства, которые по отдельности жестко соединены одно со статором, другое с ротором. Причем упругие ленты, образующие слои в уплотнительном средстве (4), выполнены из прочного материала, например металла, и имеют замкнутые кольцеобразные формы и по форме соответствуют поверхности, к которой они прикреплены, причем количество слоев уплотнительного средства не более шести, в слоях в качестве уплотнительных сред используются отдельно газ и/или жидкость. Кроме того, система уплотнения содержит узел разделения потоков бурового раствора, электрогенерирующую турбину, узлы регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора (например, обратные клапана), смеситель бурового раствора, насосный узел для бурового раствора, систему автоматического управления (в дальнейшем САУ), а также, в соответствии с применяемыми уплотнительными средами, резервуар-стабилизатор с газом, компрессор, теплообменник для охлаждения газа и/или резервуарстабилизатор с жидкостью, насос, теплообменник для охлаждения жидкости. При этом узел разделения потоков бурового раствора выполнен с возможностью разделять подаваемый в упомянутый двигатель буровой раствор на три потока, однонаправленность которых обеспечивают узлы регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора, препятствующие обратному ходу бурового раствора и уплотнительных сред, при этом двигатель выполнен таким образом, что путь первого потока направлен к ротору для обеспечения вращающего момента ротора, необходимого для работы двигателя, второй поток направлен на электрогенерирующую турбину, вырабатывающую электроэнергию для элементов двигателя, третий поток направлен в качестве хладоагента в теплообменник для охлаждения газа
- 1 024018 и/или в теплообменник для охлаждения жидкости, применяемый для терморегулирования уплотнительных сред системы уплотнения. Система автоматического управления (САУ) выполнена с возможностью управлять и контролировать работу резервуара-стабилизатора с газом и/или резервуарастабилизатора с жидкостью, компрессора и насоса, теплообменника для охлаждения газа и/или теплообменника для охлаждения жидкости, с помощью которых регулируется давление, температура и расход уплотни-тельных сред газа и/или жидкости, прокачиваемых через слои уплотнительного средства, также система автоматического управления выполнена с возможностью направления бурового раствора через электрогенерирующую турбину, узлы регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора и обеспечивает подачу отработавшего количества бурового раствора в смеситель бурового раствора, в насосный узел для бурового раствора и далее в уплотнительное средство, образованное между статором и ротором.
Принципиальная конструкция и действие вышеуказанного контактного упругого многослойного уплотнительного средства описаны в источнике (Инновационный патент РК № 23655, МПК Р161 15/16 от 17.01.2012).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами в виде схем, описывающих один из лучших вариантов предлагаемого объекта, содержащий жестко соединенное со статором контактное упругое многослойное уплотнительное средство, в котором в слоях в качестве уплотнительных сред используются отдельно газ и жидкость в порядке последовательного чередования. Рассмотрение этих схем достаточно для понимания сущности изобретения.
На фиг. 1 дана общая схема предлагаемого винтового забойного двигателя. На фиг. 2 - схема, содержащая часть контактного упругого многослойного уплотнительно-го средства, на фиг. 3 и фиг. 4 разрезы А и В соответственно.
Винтовой забойный двигатель включает статор 1, ротор 2, систему уплотнения, содержащую узел 3 разделения потоков бурового раствора, контактное упругое многослойное уплотнительное средство 4, жестко соединенное со статором 1, причем упругие ленты 5, образующие слои в уплотнительном средстве 4, имеют замкнутые кольцеобразные формы и по форме соответствуют поверхности, к которой они прикреплены, резервуар-стабилизатор 6 с газом, компрессор 7, резервуар-стабилизатор 8 с жидкостью, насос 9, теплообменник 10 для охлаждения газа, теплообменник 11 для охлаждения жидкости, электрогенерирующую турбину (электрогенератор) 12, насосный узел 13 для бурового раствора, узлы 14 регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора (например, обратные клапана), смеситель 15 бурового раствора, САУ 16. (Здесь отметим, что в случае, когда используются два отдельных контактных упругих многослойных уплотнительных средства, один из которых жестко соединен со статором, а другой с ротором, буровой раствор движется между этими уп-лотнительными средствами.). При этом в винтовом забойном двигателе используются буровой раствор, обозначенный как 17, и упло гнительные среды - газ 18 и жидкость 19.
Предлагаемый винтовой забойный двигатель работает следующим образом.
Буровой раствор, подаваемый под большим давлением, попадает в узел 3 разделения потоков бурового раствора и разделяется на три потока. Первый поток формирует основной поток бурового раствора, расходуется непосредственно на работу винтового забойного двигателя, обеспечивая вращающий момент ротора 2 относительно статора 1. Второй поток направляется на электрогенерирующую турбину 12, третий поток - на теплообменник 10 для охлаждения газа и теплообменник 11 для охлаждения жидкости. Буровой раствор является рабочим телом электрогенерирующей турбины 12, проходя через которую вырабатывает электроэнергию для питания элементов устройства. Буровой раствор также используется в качестве хладагента в теплообменниках 10 и 11, применяемых для терморегулирования уплотнительных сред системы уплотнения предлагаемого винтового забойного двигателя. Узел 3 разделения потоков бурового раствора управляется САУ 16, которая увеличивает или уменьшает количество отбираемого бурового раствора для работы электрогенерирующей турбины 12 в зависимости от потребляемой мощности соответствующих потребителей предлагаемого устройства. Также под управлением САУ 16 узел 3 разделения потоков бурового раствора, изменяя количество подаваемого бурового раствора в теплообменники 10 и 11, обеспечивает терморегулирование уплотнительных сред (газа и жидкости) в системе уплотнения. Под управлением САУ 16 резервуары-стабилизаторы 6 и 8, компрессор 7, насос 9, теплообменники 10 и 11 регулируют давление и расход уплотнительных сред (газа и жидкости), увеличивая или уменьшая проницаемость зазора между статором и ротором, тем самым позволяют регулировать крутящий момент винтового забойного двигателя и управлять процессом бурения, что имеет важное значение и существенно отличает предлагаемый объект от прототипа. САУ 16 помимо указанных действий регулирования и контроля обеспечивает продавливание бурового раствора через электроге-нерирующую турбину 12, узлы 14 регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора и обеспечивает подачу отработавшего количества бурового раствора в насосный узел 13 для бурового раствора с последующим соединением с основным потоком бурового раствора.
Резервуар-стабилизатор 6 с газом и резервуар-стабилизатор 8 с жидкостью позволяют работать соответственно компрессору 7 и насосу 9 с различной производительностью в зависимости от изменения мощности на валу ротора 2 винтового забойного двигателя. Кроме того конструкции резервуаров- 2 024018 стабилизаторов 6 и 8 обеспечивают наличие начального давления и обеспечивают возможность компенсации динамических импульсов и температурных расширений газа и жидкости в процессе работы и движения бурильной системы в горной породе, имеющей определенный градиент температуры. Резервуарыстабилизаторы 6 и 8 совместно с компрессором 7 и насосом 9 позволяют управлять системой уплотнения, создавая возможность управления крутящим моментом на роторе 2 в определенном диапазоне, то есть перепуская через контактное упругое многослойное уплотнительное средство 4 больше или меньше уплотнительной среды.
Наличие компрессора 7 и насоса 9 обеспечивает постоянную прокачку уплотнительных сред через слои уплотнения 4, а также через теплообменники 10 для газа и теплообменник 11 для жидкости. Разогретые в процессе работы уплотнительные среды (газ и жидкость) поступают соответственно к теплообменникам 10 и 11. Теплосъем обеспечивается подачей бурового раствора в качестве хладагента по классической для такого типа оборудования схеме. Узлы 14 регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора, применяемые в устройстве, препятствуют обратному ходу бурового раствора и уплотнительных сред (газа или жидкости), обеспечивают однонаправленность их движения. Смеситель 15 бурового раствора обеспечивает подачу отработанного бурового раствора после теплообменников 10 и 11 и электрогенерирующей турбины 12 обратно в основной поток бурового раствора и направляет его в насосный узел 13 для бурового раствора. Далее буровой раствор направляется непосредственно в полости рабочих камер героторного механизма, образованных статором 1 и ротором 2. Возникающий на роторе 2 крутящий момент вызывает его планетарное движение относительно статора 1, которое преобразуется во вращательное движение вала шпиндельного узла (на фигурах не показан). Из рабочих полостей буровой раствор попадает в породоразрушающий инструмент и далее на забой скважины.
На основе практических экспериментов по отработке термостатирования многослойного уплотнительного средства с целью поддержания его рабочей температуры целесообразно ограничить количество слоев уплотнительного средства числом не более шести. Условие для числа слоев не больше шести связано с тем, что при количестве слоев более шести эффективность теплообмена, связанного с уплотнительным средством, повышается незначительно, в частности, градиент температуры изменяется незначительно, и следовательно дальнейшее увеличение числа слоев нецелесообразно.
Здесь также отметим, что, как указывалось выше, в предлагаемом объекте уплотнительные среды могут быть составлены из жидких и газообразных фаз, причем слои в уплотнительном средстве могут быть составлены из жидкостей одной или разной плотности и вязкости, могут содержать или не содержать слой с газовой фазой, выбор уплотнительных сред зависит от поставленных задач. Одним из лучших вариантов предлагаемого объекта является вышерассмотренный случай, когда в контактном упругом многослойном уплотнительном средстве слои уплотнительных сред, содержащие отдельно газ и жидкость, последовательно чередуются, при такой последовательности слоев достигается оптимальная эффективность управления упругими и теплообменными свойствами системы.
Claims (1)
- Винтовой забойный двигатель, включающий статор (1) с внутренней винтовой поверхностью, размещенный внутри статора (1) ротор (2) с наружной винтовой поверхностью, у которой число винтовых зубьев на одно меньше, чем у статора (1), систему уплотнения, шпиндельный узел, отличающийся тем, что система уплотнения содержит контактное упругое многослойное уплотнительное средство (4), жестко соединенное или со статором (1), или с ротором (2), или содержит два уплотнительных средства (4), которые по отдельности жестко соединены одно со статором (1), другое с ротором (2), причем упругие ленты (5), образующие слои в уплотнительном средстве (4), выполнены из прочного материала, например металла, и имеют замкнутые кольцеобразные формы и по форме соответствуют поверхности, к которой они прикреплены, причем количество слоев уплотнительного средства (4) не более шести, в слоях в качестве уплотнительных сред используются отдельно газ (18) и/или жидкость (19), кроме того, система уплотнения содержит узел (3) разделения потоков бурового раствора (17), электрогенерирующую турбину (12), узлы (14) регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора, смеситель (15) бурового раствора, насосный узел (13) для бурового раствора, систему автоматического управления (16), а также в соответствии с применяемыми уплотнительными средами резервуарстабилизатор (6) с газом, компрессор (7), теплообменник (10) для охлаждения газа и/или резервуарстабилизатор (8) с жидкостью, насос (9), теплообменник (11) для охлаждения жидкости, при этом узел (3) разделения потоков бурового раствора выполнен с возможностью разделять подаваемый в упомянутый двигатель буровой раствор (17) на три потока, однонаправленность которых обеспечивают узлы (14) регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора, препятствующие обратному ходу бурового раствора (17) и уплотнительных сред, при этом двигатель выполнен таким образом, что путь первого потока направлен к ротору (2) для обеспечения вращающего момента ротора (2), необходимого для работы двигателя, второй поток направлен на электрогенерирующую турбину (12), вырабатывающую электроэнергию для элементов двигателя, третий поток направлен в качестве хладоа- 3 024018 гента в теплообменник (10) для охлаждения газа и/или в теплообменник (11) для охлаждения жидкости, применяемый для терморегулирования уплотнительных сред (18, 19) системы уплотнения, система автоматического управления (16) выполнена с возможностью управлять и контролировать работу резервуарастабилизатора (6) с газом и/или резервуара-стабилизатора (8) с жидкостью компрессора (7) и насоса (9), теплообменника (10) для охлаждения газа и/или теплообменника (11) для охлаждения жидкости, с помощью которых регулируется давление, температура и расход уплотнительных сред газа (18) и/или жидкости (19), прокачиваемых через слои уплотнительного средства (4), также система автоматического управления (16) выполнена с возможностью направления бурового раствора (17) через электрогенерирующую турбину (12), узлы (14) регулирования направления движения уплотнительной среды и бурового раствора обеспечивает подачу отработавшего количества бурового раствора (17) в смеситель (15) бурового раствора, в насосный узел (13) для бурового раствора и далее в уплотнительное средство (4), образованное между статором (1) и ротором (2).Фиг. 1Фиг. 2Фиг. 3- 4 024018
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20120632 | 2012-05-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300574A1 EA201300574A1 (ru) | 2013-12-30 |
| EA024018B1 true EA024018B1 (ru) | 2016-08-31 |
Family
ID=48901151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300574A EA024018B1 (ru) | 2012-05-30 | 2013-05-06 | Винтовой забойный двигатель |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150114722A1 (ru) |
| EA (1) | EA024018B1 (ru) |
| WO (1) | WO2013180560A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819363A (zh) * | 2016-09-12 | 2018-03-20 | 中国石油天然气集团公司 | 马达定子及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105525867B (zh) * | 2015-07-02 | 2018-07-03 | 山东东远石油装备有限公司 | 熔覆有陶瓷涂层的螺杆钻具转子及其制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1717782A1 (ru) * | 1989-05-31 | 1992-03-07 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Винтовой забойный двигатель |
| RU2119035C1 (ru) * | 1997-01-06 | 1998-09-20 | Вячеслав Алексеевич Ряшенцев | Роторно-винтовой гидравлический двигатель |
| US6293358B1 (en) * | 1998-06-18 | 2001-09-25 | Artemis Kautschuk Und Kunstofftechnik Gmbh & Cie | Machine operating according to the Moineau-Principle for the use in deep drilling |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3139035A (en) * | 1960-10-24 | 1964-06-30 | Walter J O'connor | Cavity pump mechanism |
| US4051909A (en) * | 1976-11-22 | 1977-10-04 | P.E.I. Incorporated | Turbine drill for drilling at great depths |
| DE3409970C1 (de) * | 1984-03-19 | 1985-07-18 | Norton Christensen, Inc., Salt Lake City, Utah | Vorrichtung zum Foerdern von fliessfaehigen Stoffen |
| US4635735A (en) * | 1984-07-06 | 1987-01-13 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for the continuous analysis of drilling mud |
| RU2011778C1 (ru) * | 1989-09-21 | 1994-04-30 | Пермский филиал Всероссийского научно-исследовательского института буровой техники | Винтовой забойный двигатель |
| US5171138A (en) * | 1990-12-20 | 1992-12-15 | Drilex Systems, Inc. | Composite stator construction for downhole drilling motors |
| RU2145012C1 (ru) | 1999-02-23 | 2000-01-27 | Ульяновский государственный технический университет | Устройство для устранения резонансной вибрации корпуса длинномерной конструкции |
| US7185719B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-03-06 | Shell Oil Company | Dynamic annular pressure control apparatus and method |
| US7523792B2 (en) * | 2005-04-30 | 2009-04-28 | National Oilwell, Inc. | Method and apparatus for shifting speeds in a fluid-actuated motor |
| WO2008085946A2 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-17 | Baker Hughes Incorporated | Drilling components and systems to dynamically control drilling dysfunctions and methods of drilling a well with same |
| US20100038142A1 (en) * | 2007-12-18 | 2010-02-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for high temperature drilling operations |
| WO2011084040A2 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-14 | Alibi Akhmejanov | The method of sealing of moving elements and the device for its realization |
-
2013
- 2013-05-06 US US14/398,128 patent/US20150114722A1/en not_active Abandoned
- 2013-05-06 EA EA201300574A patent/EA024018B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-05-06 WO PCT/KZ2013/000006 patent/WO2013180560A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1717782A1 (ru) * | 1989-05-31 | 1992-03-07 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Винтовой забойный двигатель |
| RU2119035C1 (ru) * | 1997-01-06 | 1998-09-20 | Вячеслав Алексеевич Ряшенцев | Роторно-винтовой гидравлический двигатель |
| US6293358B1 (en) * | 1998-06-18 | 2001-09-25 | Artemis Kautschuk Und Kunstofftechnik Gmbh & Cie | Machine operating according to the Moineau-Principle for the use in deep drilling |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819363A (zh) * | 2016-09-12 | 2018-03-20 | 中国石油天然气集团公司 | 马达定子及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150114722A1 (en) | 2015-04-30 |
| WO2013180560A3 (en) | 2014-10-02 |
| EA201300574A1 (ru) | 2013-12-30 |
| WO2013180560A2 (en) | 2013-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3249225B1 (en) | Driving arrangement for a pump or compressor | |
| US7413416B2 (en) | Progressing cavity pump | |
| EP3134648B1 (en) | Fluid delivery system with a shaft having a through-passage | |
| RU2683005C2 (ru) | Шестеренчатый насос с внешним зацеплением, объединенный с двумя независимо приводимыми в действие первичными приводами | |
| BRPI0903075A2 (pt) | método de aquecimento de sistemas de bombeamento esp submarino | |
| US9051780B2 (en) | Progressive cavity hydraulic machine | |
| US20070283806A1 (en) | Additive pump | |
| CA2957512C (en) | Electricity generation within a downhole drilling motor | |
| EA024018B1 (ru) | Винтовой забойный двигатель | |
| US20170306733A1 (en) | Fluid expansion chamber with protected bellow | |
| NO20161952A1 (en) | Oil pressure regulator electrical submersible pump motor | |
| US20220018220A1 (en) | Fluid heater and associated methods | |
| US20160265521A1 (en) | Pump assemblies | |
| RU2489600C2 (ru) | Привод погружного плунжерного насоса | |
| US9631725B2 (en) | ESP mechanical seal lubrication | |
| CN109026890A (zh) | 控制阀 | |
| US8800688B2 (en) | Downhole motors with a lubricating unit for lubricating the stator and rotor | |
| CA2719121C (en) | Progressive cavity hydraulic machine | |
| US20150078943A1 (en) | Tunable Progressive Cavity Pump | |
| KR102428655B1 (ko) | 동적으로 제어 가능한 유압식 배출을 포함하는 열기관 | |
| US354936A (en) | Packing for piston-rods | |
| CN104676045B (zh) | 一种水介质两位三通换向阀 | |
| RU2521534C2 (ru) | Погружной электронасос | |
| RU168807U1 (ru) | Винтовая машина | |
| RU177851U1 (ru) | Винтовая машина |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |