RU2151850C1 - Radial support of face motor - Google Patents

Radial support of face motor Download PDF

Info

Publication number
RU2151850C1
RU2151850C1 RU99103396A RU99103396A RU2151850C1 RU 2151850 C1 RU2151850 C1 RU 2151850C1 RU 99103396 A RU99103396 A RU 99103396A RU 99103396 A RU99103396 A RU 99103396A RU 2151850 C1 RU2151850 C1 RU 2151850C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radial
support
sleeve
yoke
bushings
Prior art date
Application number
RU99103396A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Будянский
С.Ю. Брудный-Челядинов
И.Л. Константинов
М.В. Крекин
Original Assignee
Будянский Вигдор Соломонович
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 Будянский Вигдор Соломонович filed Critical Будянский Вигдор Соломонович
Priority to RU99103396A priority Critical patent/RU2151850C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151850C1 publication Critical patent/RU2151850C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention refers to drilling hydraulic face motors, specifically, to their supporting units located in motor and spindle sections. In addition to customary bushings of frame and shaft given support has intermediate yoke coaxial to them and attached to one of bushings by means of intermediate restoring member mounted for elastic misalignment and radial displacement of yoke. In this case working pair of friction surfaces is formed by interacting surfaces of second bushing and yoke. Restoring member can come in the form of cylindrical spacer made of elastomer, elastomer rings or set of axially symmetric metal springs of radial action for use in high-temperature holes. Radial support can be fitted with safeguarding discs installed flush with one or both butts of bushing fastened to yoke which limit axial displacement of yoke. EFFECT: increased functional reliability, prolonged service life of radial support and imparting it with properties of effective slit sealing. 7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к буровым гидравлическим забойным двигателям, а именно, к их опорным узлам, расположенным в двигательных и шпиндельных секциях. The invention relates to hydraulic downhole drilling motors, namely, to their support nodes located in the motor and spindle sections.

Известна радиальная опора забойного двигателя, включающая коаксиальные втулки корпуса и вала, расположенную между ними эластомерную прокладку, скрепленную по своей цилиндрической поверхности с одной из втулок, а рабочая пара трения образована второй, свободной цилиндрической поверхностью прокладки, и контактирующей (смежной) с ней поверхностью второй втулки (см., например, Шумова З.И., Собкина И.В., Справочник по турбобурам, Москва, "Недра", 1970, стр.35, рис.22, позиции 2 и 3). A radial bearing of a downhole motor is known, including coaxial bushings of a housing and a shaft, an elastomer gasket located between them, fastened along its cylindrical surface to one of the bushings, and a working friction pair is formed by a second, free cylindrical surface of the gasket, and a second surface in contact with (adjacent) to it bushings (see, for example, Shumova Z.I., Sobkina I.V., Handbook on turbodrills, Moscow, Nedra, 1970, p. 35, fig. 22, positions 2 and 3).

Известны также радиальные опоры, в которых выполнены каналы для пропуска рабочей жидкости (см. там же, позиции 29 и 30). Radial bearings are also known in which channels for the passage of the working fluid are made (see ibid., Items 29 and 30).

Недостатком указанных опор является низкая их надежность и сравнительно невысокие допустимые рабочие температуры окружающей среды. The disadvantage of these supports is their low reliability and relatively low permissible operating ambient temperatures.

Известна также радиальная опора, включающая металлические втулки корпуса и вала, в которых рабочая пара трения образована контактирующими цилиндрическими поверхностями этих втулок (см., например, буклет-рекламу Navi-Drill, фиг. на стр. 6, позиция "Improved radial bearing"- "Улучшенная радиальная опора" - прототип). A radial bearing is also known, including metal bushings of the housing and shaft, in which the friction working pair is formed by the contacting cylindrical surfaces of these bushings (see, for example, the Navi-Drill advertising booklet, Fig. On page 6, the position "Improved radial bearing" - "Improved radial bearing" - prototype).

Недостатком указанной опоры является жесткость опоры, приводящая к повышенному, неравномерному, местному ее износу в процессе работы и даже к заклинке при перекосе и деформации вала. The disadvantage of this support is the stiffness of the support, leading to increased, uneven, local wear during operation and even to the wedge when the shaft is skewed and deformed.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, повышение надежности радиальной опоры, увеличение допустимых температур окружающей среды, уменьшение при необходимости протечки рабочей жидкости в зазоре рабочей пары трения. The objective of the invention is to remedy these disadvantages, increase the reliability of the radial bearings, increase the allowable ambient temperatures, reduce, if necessary, the leakage of the working fluid in the gap of the working pair of friction.

Поставленная задача достигается тем, что в радиальной опоре забойного двигателя, включающей коаксиальные втулки корпуса и вала, рабочую пару контактных поверхностей трения между втулками установлена промежуточная, коаксиальная обойма, скрепленная с одной из втулок посредством промежуточного упругого элемента с возможностью упругого перекоса и радиального смещения обоймы в пределах радиального зазора между упомянутыми обоймой и втулкой, а рабочая пара трения опоры образована взаимодействующими, смежными поверхностями вращения обоймы и второй втулки. The problem is achieved in that in the radial support of the downhole motor, including the coaxial bushings of the housing and the shaft, a working pair of contact surfaces of friction between the bushings is installed intermediate, coaxial cage, fastened to one of the bushes by means of an intermediate elastic element with the possibility of elastic skew and radial displacement of the cage in the radial clearance between the cage and the sleeve, and the working pair of the friction of the support is formed by interacting, adjacent surfaces of rotation of the wallpaper we and the second sleeve.

Целесообразно упругий элемент выполнять из эластомера. Как вариант исполнения эластомерный упругий элемент целесообразно выполнять в виде трубчатой цилиндрической проставки, а скрепление ее со смежными обоймой и втулкой осуществлять склейкой, вулканизацией или посредством напряженной посадки. It is advisable that the elastic element is made of elastomer. As an embodiment, the elastomeric elastic element is expediently made in the form of a tubular cylindrical spacer, and its fastening with adjacent holder and sleeve is carried out by gluing, vulcanization or by means of a tight fit.

Как другой вариант исполнения эластомерный упругий элемент целесообразно выполнять в виде набора эластомерных колец, установленных с напряженной посадкой в кольцевых канавках, выполненных в смежных втулке или обойме, обеспечивая их указанное ранее скрепление. As another embodiment, the elastomeric elastic element is expediently performed in the form of a set of elastomeric rings mounted with a tight fit in the annular grooves made in an adjacent sleeve or ferrule, ensuring their previously indicated fastening.

При высокой рабочей температуре окружающей среды целесообразно выполнять упругий элемент в виде осесимметричного набора металлических пружин, например, набора пластинчатых пружин, скрепленных между собой. At high operating ambient temperatures, it is advisable to perform an elastic element in the form of an axisymmetric set of metal springs, for example, a set of leaf springs fastened together.

Целесообразно в радиальной опоре устанавливать ограничительный диск, торец которого контактирует с торцом втулки, скрепленной с обоймой, и ограничивает возможность осевого перемещения обоймы за осевой габарит опоры. It is advisable to install a limiting disk in the radial support, the end of which is in contact with the end face of the sleeve fastened to the cage, and limits the possibility of axial movement of the cage beyond the axial dimension of the support.

Как вариант исполнения целесообразно устанавливать ограничительные диски с обоих торцов опоры, ограничивая возможность осевого перемещения опоры осевым габаритом втулки, скрепленной с обоймой. As an embodiment, it is advisable to install restrictive disks from both ends of the support, limiting the possibility of axial movement of the support with the axial dimension of the sleeve, fastened to the cage.

На фиг. 1,2,3 показаны продольные сечения различных вариантов предлагаемой опоры. In FIG. 1,2,3 shows longitudinal sections of various options for the proposed support.

Опора (фиг. 1) включает втулку корпуса 1, втулку вала 2, коаксиальные им обойму 3 и упругий элемент 4 в виде трубчатого цилиндра из эластомера, расположенный в этом варианте между втулкой вала 2 и обоймой 3. Упругий элемент 4 скреплен по своим боковым поверхностям вращения с контактирующими поверхностями 5 и 6 соответственно втулки вала 2 и обоймы 3 и таким путем скрепляет их между собой с возможностью упругого радиального смещения и перекоса обоймы 3 относительно втулки вала 2 в пределах радиального зазора δ между ними. Это скрепление может быть осуществлено, например, склейкой, привулканизацией или напряженной посадкой упругого элемента 4 между втулкой 1 и обоймой 3. Необходимая величина упругости упругого элемента 4 обеспечивается варьированием его осевой длины, радиальной толщины и свойств эластомера. The support (Fig. 1) includes a housing sleeve 1, a shaft sleeve 2, a yoke 3 coaxial to it, and an elastic element 4 in the form of a tubular cylinder of elastomer located in this embodiment between the shaft sleeve 2 and the yoke 3. The elastic element 4 is fastened along its lateral surfaces rotation with the contacting surfaces 5 and 6, respectively, of the sleeve of the shaft 2 and the sleeve 3 and in this way fastens them together with the possibility of elastic radial displacement and skew of the sleeve 3 relative to the sleeve of the shaft 2 within the radial clearance δ between them. This fastening can be carried out, for example, by gluing, vulcanizing, or straining the elastic element 4 between the sleeve 1 and the holder 3. The necessary elasticity of the elastic element 4 is provided by varying its axial length, radial thickness and properties of the elastomer.

Рабочая пара трения радиальной опоры составлена из упрочненной поверхности второй втулки, а именно поверхности 7 втулки вала 2 и смежной ей свободной (внутренней) поверхности 8 обоймы 3. The working pair of friction of the radial support is made up of the hardened surface of the second sleeve, namely the surface 7 of the shaft sleeve 2 and the adjacent free (internal) surface 8 of the cage 3.

Вариант опоры, представленной на фиг. 2, отличается от предыдущего тем, что с обоймой 3 скреплена втулка корпуса 1, а упругий элемент выполнен в виде набора эластомерных колец 9, установленных в канавках, выполненных в обойме 3. Скрепление обоймы 3 и втулки корпуса 1 обеспечивается их приклейкой к кольцам 9 и/или напряженной посадкой (сжатием в радиальном направлении) колец 9 в зазоре (пространстве) между втулкой корпуса 1 и обоймой 3. Как вариант исполнения канавки для эластомерных колец 9 могут быть выполнены не в обойме 3, а во втулке статора 1. A variant of the support shown in FIG. 2, differs from the previous one in that the sleeve of the housing 1 is fastened to the clip 3, and the elastic element is made in the form of a set of elastomeric rings 9 installed in grooves made in the clip 3. The fastening of the clip 3 and the sleeve of the housing 1 is provided by gluing them to the rings 9 and / or a tight fit (compression in the radial direction) of the rings 9 in the gap (space) between the sleeve of the housing 1 and the holder 3. As an option, grooves for elastomeric rings 9 can be made not in the holder 3, but in the stator sleeve 1.

На фиг. 3 показана опора, в которой упругий элемент выполнен в виде осесимметричного набора металлических пружин 10 радиального действия, т.е. пружин, допускающих под действием радиальной силы и перекашивающего момента упругое радиальное смещение и перекос обоймы в опоре и возвращение ее в коаксиальное втулкам положение при отсутствии этих силовых факторов. Пружины 10 могут быть скреплены между собой цилиндрическим тонкостенным цилиндром 11 или выполнены заодно с ним. In FIG. 3 shows a support in which the elastic element is made in the form of an axisymmetric set of metal springs 10 of radial action, i.e. springs that allow under the action of radial force and a skew moment an elastic radial displacement and misalignment of the cage in the support and its return to the coaxial position of the bushings in the absence of these force factors. The springs 10 can be fastened together by a cylindrical thin-walled cylinder 11 or made integral with it.

Скрепление обоймы 3 с втулкой корпуса 1 достигается напряженной посадкой (предварительной упругой деформацией) пружин 10 в пространстве между ними. Кроме того, во втулке корпуса 1 и обойме 3 выполнены углубления, соответственно 12 и 13, ограничивающие возможность осевого перемещения пружин, а, следовательно, и обоймы 3 относительно втулки 1. The fastening of the cage 3 with the sleeve of the housing 1 is achieved by a tight fit (preliminary elastic deformation) of the springs 10 in the space between them. In addition, in the sleeve of the housing 1 and the holder 3 are made recesses, respectively 12 and 13, limiting the possibility of axial movement of the springs, and, consequently, the holder 3 relative to the sleeve 1.

Кроме указанных, в опоре могут быть применены пружины различной конфигурации, например, витые пружины, оси витков которых перпендикулярны оси опоры и которые установлены в углубления, выполненные во втулке или обойме. In addition to those indicated, springs of various configurations can be used in the support, for example, coil springs, the axis of the turns of which are perpendicular to the axis of the support and which are installed in recesses made in a sleeve or cage.

Кроме того, в опоре выполнен предохранительный диск 14, торец которого контактирует с торцом втулки корпуса 1, скрепленной с обоймой 3, и своим выступом 15 ограничивает возможность осевого перемещения обоймы 3 в этом направлении. Ограничительные диски 14 могут быть выполнены с обеих сторон опоры, как это показано на фиг. 2. In addition, a safety disk 14 is made in the support, the end of which contacts the end of the sleeve of the housing 1, fastened to the yoke 3, and by its protrusion 15 limits the possibility of axial movement of the yoke 3 in this direction. Bounding discs 14 may be provided on both sides of the support, as shown in FIG. 2.

На одной из поверхностей, образующих рабочую пару трения, могут быть выполнены осесимметричные промывочные канавки, например, (фиг. 3) канавки 16 на рабочей поверхности 7 втулки вала 2. On one of the surfaces forming the working pair of friction, axisymmetric flushing grooves can be made, for example, (Fig. 3) grooves 16 on the working surface 7 of the shaft sleeve 2.

В случае необходимости пропуска части или всей рабочей жидкости через опору, во втулке (или втулках) и/или обойме выполняются перепускные каналы (не показаны). Для их размещения увеличивается толщина соответствующих деталей. If it is necessary to pass part or all of the working fluid through the support, bypass channels (not shown) are made in the sleeve (or sleeves) and / or clip. To accommodate them, the thickness of the corresponding parts increases.

Таким образом, предложенная опора многовариантна в части конкретного конструктивного ее исполнения. Так, с обоймой может быть соединена посредством упругого элемента как втулка вала (фиг. 1), так и втулка корпуса (фиг. 2 и 3). При этом рабочая пара поверхностей трения образована свободной от скрепления боковой поверхностью обоймы и контактирующей с ней поверхностью второй втулки. Упругий элемент может быть заглублен в канавки, выполненные в обойме (фиг. 2), во втулке (фиг. 1), или в обоих скрепляемых упругим элементом деталях (фиг. 3). Ограничительные кольца 14 устанавливаются встык со втулкой, скрепленной с обоймой, т.е. со втулкой корпуса или со втулкой вала. Thus, the proposed support is multivariant in terms of its specific constructive implementation. So, both the shaft sleeve (Fig. 1) and the body sleeve (Fig. 2 and 3) can be connected to the clip by means of an elastic element. In this case, the working pair of friction surfaces is formed by the side surface of the cage free from fastening and the surface of the second sleeve contacting with it. The elastic element can be recessed into grooves made in the cage (Fig. 2), in the sleeve (Fig. 1), or in both parts fastened by the elastic element (Fig. 3). The restriction rings 14 are installed end-to-end with a sleeve fastened to a ferrule, i.e. with housing sleeve or with shaft sleeve.

Преимущество предложенной опоры заключается в том, что, благодаря наличию упругого элемента в ней достигается равномерное по длине распределение нагрузки на поверхности рабочей пары трения, что особенно важно при наличии даже незначительной кривизны вала или его перекоса при бурении наклонных скважин под действием боковой силы на долоте. Это выравнивание нагрузки по длине рабочей пары трения опоры увеличивает ее стойкость, предотвращает местный износ, местный нагрев, аварийную заклинку ("спайку") поверхностей трения. The advantage of the proposed support is that, due to the presence of an elastic element in it, a load distribution is evenly distributed on the surface of the working pair of friction, which is especially important if there is even slight curvature of the shaft or its skew when drilling deviated wells under the influence of lateral force on the bit. This alignment of the load along the length of the working pair of the friction of the support increases its resistance, prevents local wear, local heating, emergency jamming ("adhesion") of the friction surfaces.

Благодаря амортизирующему действию упругого элемента и небольшой массе обоймы существенно снижаются поперечные ударные нагрузки на опору от вибраций, что способствует увеличению стойкости опоры. Due to the cushioning action of the elastic element and the small mass of the casing, the transverse shock loads on the support from vibrations are significantly reduced, which helps to increase the resistance of the support.

Наличие в опоре упругого элемента позволяет при необходимости значительно уменьшить зазор в рабочей паре трения опоры, не опасаясь ее заклинки от перекоса, и таким путем придать опоре функцию эффективного щелевого уплотнения. The presence of an elastic element in the support allows, if necessary, to significantly reduce the gap in the working pair of friction of the support, without fear of jamming it from skew, and thus give the support the function of an effective gap seal.

Claims (7)

1. Радиальная опора забойного двигателя, включающая две коаксиальные втулки, а именно втулку корпуса и втулку вала, рабочую пару контактных поверхностей трения, отличающаяся тем, что между этими двумя втулками установлена коаксиально им обойма, скрепленная с одной из этих двух втулок посредством промежуточного упругого элемента с возможностью перекоса и радиального смещения обоймы, а рабочая пара контактных поверхностей трения опоры образована смежными цилиндрическими поверхностями другой из этих втулок и обоймы. 1. Radial support of the downhole motor, including two coaxial bushings, namely, the housing sleeve and the shaft sleeve, a working pair of friction contact surfaces, characterized in that a cage is mounted between the two bushings, attached to one of these two bushings by means of an intermediate elastic element with the possibility of skewing and radial displacement of the cage, and the working pair of contact surfaces of the friction of the support is formed by adjacent cylindrical surfaces of the other of these bushings and cage. 2. Радиальная опора забойного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен из эластомера. 2. The radial support of the downhole motor according to claim 1, characterized in that the elastic element is made of elastomer. 3. Радиальная опора забойного двигателя по п.2, отличающаяся тем, что упругий эластомерный элемент выполнен в виде трубчатой цилиндрической проставки. 3. The radial bearing of the downhole motor according to claim 2, characterized in that the elastic elastomeric element is made in the form of a tubular cylindrical spacer. 4. Радиальная опора забойного двигателя по п.2, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде набора эластомерных колец, установленных с напряженной посадкой в кольцевых канавках, выполненных во втулке или обойме. 4. The radial support of the downhole motor according to claim 2, characterized in that the elastic element is made in the form of a set of elastomeric rings installed with a tight fit in the annular grooves made in a sleeve or ferrule. 5. Радиальная опора забойного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде осесимметричного набора металлических пружин радиального действия. 5. The radial support of the downhole motor according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of an axisymmetric set of metal springs of radial action. 6. Радиальная опора забойного двигателя по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит предохранительный диск, расположенный встык по своим торцам с втулкой, скрепленной с обоймой, с возможностью ограничения своим кольцевым выступом осевого перемещения обоймы. 6. The radial support of the downhole motor according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that it comprises a safety disk located end-to-end at its ends with a sleeve fastened with a cage, with the possibility of axial movement of the cage being limited by its annular protrusion. 7. Радиальная опора забойного двигателя по п.6, отличающаяся тем, что она содержит второй предохранительный диск, один торец которого расположен встык со вторым торцом втулки, скрепленной с обоймой, с возможностью ограничения своим кольцевым выступом осевого перемещения обоймы. 7. The radial support of the downhole motor according to claim 6, characterized in that it contains a second safety disk, one end of which is located end-to-end with the second end of the sleeve fastened to the holder, with the possibility of axial movement of the holder to limit its annular protrusion.
RU99103396A 1999-02-16 1999-02-16 Radial support of face motor RU2151850C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103396A RU2151850C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Radial support of face motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103396A RU2151850C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Radial support of face motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2151850C1 true RU2151850C1 (en) 2000-06-27

Family

ID=20216170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103396A RU2151850C1 (en) 1999-02-16 1999-02-16 Radial support of face motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151850C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130056443A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Julien Ramier Plasma treatment in fabricating directional drilling assemblies

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Проспект фирмы BAKER HUGNES INCORPORATED, 10. 1995. *
Шумова З.И. и др. Справочник по турбобурам. - М.: НЕДРА, 1970, с.35. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130056443A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Julien Ramier Plasma treatment in fabricating directional drilling assemblies
US9540545B2 (en) * 2011-09-02 2017-01-10 Schlumberger Technology Corporation Plasma treatment in fabricating directional drilling assemblies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2114756B1 (en) Track joint seal system
KR101239553B1 (en) Tensioner for a timing chain
KR100715921B1 (en) Journal bearing
US20020125777A1 (en) Vibration damping system for ESP motor
EP0439279A1 (en) Drill pipe/casing protector
MX9307638A (en) SPRING CLUTCH ASSEMBLY WITH REDUCED RADIAL BEARING FORCES.
US3858668A (en) Stop arrangement for drill turbines
KR20130135863A (en) Exhaust-gas turbocharger
CN109268303B (en) Magnetic drive pump sliding bearing assembly and magnetic drive pump
US9995342B2 (en) Self-adjusting bushing bearing with shaft seal
RU2151850C1 (en) Radial support of face motor
RU2265728C1 (en) Turbomachine rotor thrust-damper support
US4574922A (en) Pin assembly for a caliper disc brake
EP4103866A1 (en) Shaft mounting assembly
RU2263194C1 (en) Radial bearing for downhole motor
AU2003267018B2 (en) Element that defines a gap and is to be mounted on a shaft
RU2319823C2 (en) Bottomhole drive spindle
SU200352A1 (en) DAMPING BEARING SLIDING
SU1083001A1 (en) Plain bearing
RU2231706C1 (en) Sealing device for cylinder pairs of hydropneumatic machines
JP7394148B2 (en) Support rollers for vehicle tracks
KR100412865B1 (en) A heavy motor's suspension
KR100604725B1 (en) Heavy torsional vibration damper with intermediate elements and method of replacing component therof
RU2413832C1 (en) System of oil protection in downhole motor
RU1794175C (en) Radial support of downhole motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100217

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120217