RU2011776C1 - Spindle of face motor - Google Patents

Spindle of face motor Download PDF

Info

Publication number
RU2011776C1
RU2011776C1 SU4737812A RU2011776C1 RU 2011776 C1 RU2011776 C1 RU 2011776C1 SU 4737812 A SU4737812 A SU 4737812A RU 2011776 C1 RU2011776 C1 RU 2011776C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
housing
spindle
disk
elastic element
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Шайдаков
А.И. Кравцов
Е.И. Ишемгужин
И.Н. Конюхов
Original Assignee
Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин filed Critical Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин
Priority to SU4737812 priority Critical patent/RU2011776C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2011776C1 publication Critical patent/RU2011776C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention deals with face motors for drilling of oil and gas wells. Spindle has body, shaft, rubber-and-metal axial support composed of discs and thrust bearing, radial bearings. Upper radial bearing consists of bushing put on shaft and bushing anchored in body. Elastic cylindrical member made of durable material with low friction coefficient is placed between bushings. Compression spring is vulcanized in elastic member. In upper part elastic member rests against disc anchored in body, in lower part elastic member rests against disc mounted on shaft. EFFECT: enhanced efficiency of motor. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к забойным двигателям, используемым для бурения нефтяных и газовых скважин. The invention relates to drilling equipment, namely to downhole motors used for drilling oil and gas wells.

Известен шпиндель забойного двигателя, включающий корпус, вал, многорядные упорные подшипники качения, обоймы которых опираются на упругие элементы, установленные с натягом в осевом направлении [1] . Known downhole motor spindle, comprising a housing, a shaft, multi-row thrust rolling bearings, cages of which are based on elastic elements mounted with an interference fit in the axial direction [1].

Упругие элементы, сжимаясь, образуют опорные поверхности на всех подшипниках осевой опоры, повышая ее нагрузочную способность, за счет равномерного распределения нагрузки между рядами. The elastic elements, compressing, form the bearing surfaces on all bearings of the axial support, increasing its load capacity, due to the uniform distribution of the load between the rows.

Основным недостатком шпинделя является сложностью конструкции. Наличие упругих элементов удлиняет шпиндель забойного двигателя, что усложняет бурение, особенно наклонно направленных скважин. The main drawback of the spindle is the design complexity. The presence of elastic elements lengthens the spindle of the downhole motor, which complicates the drilling, especially of directional wells.

Прототипом является шпиндель, включающий корпус, вал, многорядные осевые резинометаллические опоры, радиальные резинометаллические опоры [2] . The prototype is a spindle, including a housing, a shaft, multi-row axial rubber-metal bearings, radial rubber-metal bearings [2].

Основным недостатком шпинделя является низкая надежность, обусловленная высокой стойкостью осевых опор. При бурении скважин шарошечными долотами значительные динамические нагрузки приводят к биению вала относительно корпуса в пределах люфта, при этом разрушаются резиновые элементы подпятника, ломаются диски. The main disadvantage of the spindle is the low reliability due to the high resistance of the axial bearings. When drilling wells with cone bits, significant dynamic loads lead to a beating of the shaft relative to the housing within the play, while the rubber elements of the thrust bearing collapse, and the disks break.

Цель изобретения - повышение надежности шпинделя за счет обеспечения постоянного поджатия рабочих поверхностей дисков и подпятников, осевых опор при сохранении линейных размеров. The purpose of the invention is to increase the reliability of the spindle by ensuring constant preloading of the working surfaces of the disks and thrust bearings, axial bearings while maintaining linear dimensions.

Указанная цель достигается тем, что верхняя радиальная опора шпинделя выполнена в виде двух втулок и двух дисков и упругого цилиндрического элемента, выполненного из износостойкого материала с низким коэффициентом трения с завулканизированной внутри пружиной сжатия, при этом одна втулка и диск закреплены на валу, а другая втулка и диск - в корпусе, упругий элемент свободно размещен между втулками, причем упругий элемент в верхней части опирается на диск, закрепленный в корпусе, а в нижней части опирается. This goal is achieved by the fact that the upper radial support of the spindle is made in the form of two bushings and two disks and an elastic cylindrical element made of wear-resistant material with a low coefficient of friction with a compression spring vulcanized inside, with one sleeve and disk mounted on the shaft and the other sleeve and the disk is in the housing, the elastic element is freely placed between the bushings, and the elastic element in the upper part is supported by a disk fixed in the housing, and supported in the lower part.

Упругий элемент может быть установлен в нижней радиальной опоре, причем в верхней части упругий элемент опирается на диск, закрепленный на валу, а в нижней части - на диск, закрепленный в корпусе. The elastic element can be installed in the lower radial support, and in the upper part the elastic element rests on the disk mounted on the shaft, and in the lower part - on the disk fixed in the housing.

Анализ заявляемого объекта по отношению к прототипу показывает наличие существенных отличительных признаков:
верхняя радиальная опора выполнена в виде двух втулок и двух дисков и упругого цилиндрического элемента;
упругий цилиндрический элемент выполнен из износостойкого материала с низким коэффициентом трения с завулканизированной внутри пружиной сжатия;
одна втулка и диск закреплены на валу, а другая втулка и диск - в корпусе;
упругий элемент в верхней части опирается на диск, закрепленный в корпусе, а в нижней части - на диск, закрепленный на валу;
упругий элемент установлен в нижней радиальной опоре, причем в верхней части опирается на диск, закрепленный на валу, а в нижней части - на диск, закрепленный в корпусе.
Analysis of the claimed object in relation to the prototype shows the presence of significant distinguishing features:
the upper radial support is made in the form of two bushings and two disks and an elastic cylindrical element;
the elastic cylindrical element is made of a wear-resistant material with a low coefficient of friction with a compression spring vulcanized inside;
one sleeve and disk are mounted on the shaft, and the other sleeve and disk are in the housing;
the elastic element in the upper part rests on a disk fixed in the housing, and in the lower part on a disk mounted on a shaft;
the elastic element is installed in the lower radial support, and in the upper part it is supported by a disk fixed on the shaft, and in the lower part - by a disk fixed in the housing.

Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Положительный эффект заключается в следующем:
исключение биения вала относительно корпуса в пределах люфта осевой опоры;
повышение износостойкости пар трения диск-подпятник;
исключение поломок дисков.
The positive effect is as follows:
the exception of the runout of the shaft relative to the housing within the clearance of the axial support;
increase in wear resistance of friction disk-thrust bearings;
elimination of disk breakdowns.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен шпиндель забойного двигателя, в котором упругий элемент размещен в верхней радиальной опоре; на фиг. 2 - то же, упругий элемент размещен в нижней радиальной опоре. In FIG. 1 shows a spindle of a downhole motor in which an elastic element is placed in an upper radial support; in FIG. 2 - the same, the elastic element is placed in the lower radial support.

Шпиндель забойного двигателя состоит из корпуса 1, вала 2, многоступенчатой осевой опоры, включающей диски 3, подпятники 4, радиальные опоры - нижняя 5, а верхняя состоит из втулки 6, закрепленной на валу 2, и втулки 7, закрепленной в корпусе, между которыми свободно размещен упругий цилиндрический элемент 8 из износостойкого материала с низким коэффициентом трения (например, из резины). В элементе 8 завулканизирована пружина 9 сжатия. В верхней части элемент 8 опирается на диск 10, закрепленный на валу 2. На валу детали крепятся осевым усилием затяжки полумуфт 11, а в корпусе переводниками 12. The downhole motor spindle consists of a housing 1, a shaft 2, a multi-stage axial support, including disks 3, thrust bearings 4, radial bearings - the lower 5, and the upper consists of a sleeve 6 mounted on the shaft 2, and a sleeve 7 mounted in the housing, between which freely placed elastic cylindrical element 8 of a wear-resistant material with a low coefficient of friction (for example, rubber). In element 8, a compression spring 9 is vulcanized. In the upper part, the element 8 is supported by a disk 10 mounted on the shaft 2. On the shaft, the parts are attached by the axial tightening force of the coupling halves 11, and in the case by the sub 12.

Шпиндель забойного двигателя (фиг. 2) состоит из корпуса 1, вала 2, многоступенчатой опоры, включающий диски 3 и подпятники 4, радиальные опоры - верхняя 5, а нижняя состоит из втулки, закрепленной в корпусе 1, втулки 7, закрепленной на валу 2, между которыми свободно размещен упругий элемент 8, в котором завулканизирована пружина 9 сжатия. В верхней части упругий элемент опирается на диск 3, закрепленный на валу 2, а в нижней части - на диск 10, закрепленный в корпусе 1. The downhole motor spindle (Fig. 2) consists of a housing 1, a shaft 2, a multi-stage support, including disks 3 and thrust bearings 4, radial bearings - the upper 5, and the lower one consists of a sleeve fixed in the housing 1, a sleeve 7 mounted on the shaft 2 between which the elastic element 8 is freely placed, in which the compression spring 9 is vulcanized. In the upper part, the elastic element rests on the disk 3, mounted on the shaft 2, and in the lower part, on the disk 10, mounted in the housing 1.

В процессе бурения шарошечными долотами через опоры шпинделя передаются значительные динамические нагрузки. Наличие упругого элемента в одной из радиальных опор обеспечивает постоянное одностороннее поджатие рабочих поверхностей дисков 3 и подпятников 4, предотвращает осевое биение вала 2 относительно корпуса 1 в пределах люфта осевой опоры. Для бурения в условиях Западной Сибири, где наблюдается преобладающий износ дисков 3 снизу, а подпятников 4 сверху, рекомендуется устанавливать упругий элемент 8 в верхней радиальной опоре (фиг. 1). Для Урало-Поволжского района, Азербайджана с преобладающим износом дисков 3 сверху, а подпятников 4 снизу упругий элемент 8 устанавливается в нижней радиальной опоре (фиг. 2). During drilling with cone bits, significant dynamic loads are transmitted through the spindle bearings. The presence of an elastic element in one of the radial bearings provides constant one-sided compression of the working surfaces of the disks 3 and thrust bearings 4, prevents axial runout of the shaft 2 relative to the housing 1 within the clearance of the axial support. For drilling in Western Siberia, where there is a predominant wear of the discs 3 from the bottom, and the thrust bearings 4 from the top, it is recommended to install an elastic element 8 in the upper radial support (Fig. 1). For the Ural-Volga region, Azerbaijan with the prevailing wear of the disks 3 above, and the thrust bearings 4 below, the elastic element 8 is installed in the lower radial support (Fig. 2).

Установление в радиальной опоре упругого элемента, обеспечивающего одностороннее постоянное поджатие рабочих поверхностей дисков и подпятников, позволит повысить надежность осевой резинометаллической опоры за счет исключения осевого биения вала в пределах люфта, не изменяя габаритных размеров шпинделя забойного двигателя. The installation of an elastic element in the radial support, providing one-sided constant preloading of the working surfaces of the disks and thrust bearings, will increase the reliability of the axial rubber-metal support by eliminating the axial runout of the shaft within the clearance without changing the overall dimensions of the downhole motor spindle.

Claims (2)

1. ШПИНДЕЛЬ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ, включающий корпус, размещенные внутри корпуса вал, резинометаллические осевые и радиальные опоры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности шпинделя за счет обеспечения постоянного поджатия рабочих поверхностей дисков и подпятников осевых опор при сохранении линейных размеров, верхняя радиальная опора шпинделя выполнена в виде двух втулок и двух дисков, и упругого цилиндрического элемента, выполненного из износостойкого материала с низким коэффициентом трения с завулканизированной внутри пружиной сжатия, при этом одна втулка и диск закреплены на валу, и другая втулка и диск закреплены в корпусе, а упругий элемент свободно размещен между втулками, причем упругий элемент в верхней части опирается на диск, закрепленный в корпусе, а в нижней части опирается на диск, закрепленный на валу. 1. BOTTOM ENGINE SPINDLE, comprising a housing, a shaft located inside the housing, rubber-metal axial and radial bearings, characterized in that, in order to increase the reliability of the spindle by providing constant compression of the working surfaces of the disks and thrust bearings of the axial bearings while maintaining linear dimensions, the upper radial bearing the spindle is made in the form of two bushings and two disks, and an elastic cylindrical element made of wear-resistant material with a low coefficient of friction with vulcanized inside with compression, while one sleeve and disk are mounted on the shaft, and the other sleeve and disk are fixed in the housing, and the elastic element is freely placed between the bushings, and the elastic element in the upper part rests on the disk fixed in the housing, and in the lower part rests on a disk mounted on a shaft. 2. Шпиндель по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент установлен в нижней радиальной опоре, причем в верхней части упругий элемент опирается на диск, закрепленный на валу, а в нижней части на диск, закрепленный в корпусе. 2. The spindle according to claim 1, characterized in that the elastic element is installed in the lower radial support, and in the upper part of the elastic element rests on a disk mounted on the shaft, and in the lower part on a disk fixed in the housing.
SU4737812 1989-09-18 1989-09-18 Spindle of face motor RU2011776C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4737812 RU2011776C1 (en) 1989-09-18 1989-09-18 Spindle of face motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4737812 RU2011776C1 (en) 1989-09-18 1989-09-18 Spindle of face motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2011776C1 true RU2011776C1 (en) 1994-04-30

Family

ID=21469951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4737812 RU2011776C1 (en) 1989-09-18 1989-09-18 Spindle of face motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2011776C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112879419A (en) * 2021-02-04 2021-06-01 中国地质科学院勘探技术研究所 PDC thrust bearing group is adjusted to motor foam metal in pit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112879419A (en) * 2021-02-04 2021-06-01 中国地质科学院勘探技术研究所 PDC thrust bearing group is adjusted to motor foam metal in pit
CN112879419B (en) * 2021-02-04 2022-07-01 中国地质科学院勘探技术研究所 Foam metal-regulated PDC thrust bearing set of downhole motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5613781A (en) Hanging spring supported squeeze film damping system for shaft bearing
US7306059B2 (en) Thrust bearing assembly
US5215384A (en) Self-centering squeeze film damper bearing
EP0499310A1 (en) A magnetic bearing-shaft assembly having a bearing to support the shaft in the event of failure of the magnetic bearing
CN101900130A (en) Self leveling dynamically stable radial bearing
CA2665013A1 (en) Load distribution for multi-stage thrust bearings
JPH07501123A (en) Rotary screw device with balanced thrust bearing
CN108167219B (en) High-speed shafting structure of grease lubrication molecular pump
RU2011776C1 (en) Spindle of face motor
SE454527B (en) SEALING DEVICE AT ROLL DRILL
US4190300A (en) Bearing for liner-hanger assembly
US4323285A (en) Dual thrust bearing for a shaft
CA1076551A (en) Drive having a plurality of thrust bearings
RU2235225C2 (en) Multistep axial support
US3512855A (en) Low stress bearing
CN113107353A (en) Heavy-load antifriction type sealing transmission shaft assembly
SU926207A1 (en) Deep well motor spindle
US2531098A (en) Driving mechanism
RU2026949C1 (en) Support-shock-absorber
RU2222724C2 (en) Friction unit with radial-axial bearing made of modified wood
SU1108186A1 (en) Axial thrust bearing of hole-bottom engine
SU1663259A1 (en) Ball-bearing unit
RU1790657C (en) Axial bearing of downhole motor
Tanimoto et al. Evaluation of extra-small ceramic ball bearings
RU2183245C2 (en) Spindle of rammer motor