RU2162132C2

RU2162132C2 - Gerator hydraulic motor

Info

Publication number: RU2162132C2
Application number: RU99108273A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Андоскин; С.П. Астафьев; К.А. Кобелев; В.И. Тимофеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис"
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2001-01-20

Abstract

FIELD: drilling of directional wells by hydraulic motor. SUBSTANCE: working fluid is supplied to spindle rotation bearings to screw channels of flexible plane bearing, throttled and mixed-in to flow of working fluid in adapter channels to provide for cooling of rotation bearings and damping of stresses from bending moment and torques transmitted from roller planetary motion over starter via drive shaft from sections and couplings and also reactive bending moment produced by bit cutting force. EFFECT: higher accuracy of well path and operating reliability of hydraulic motor. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного движения, в частности, к устройствам для бурения наклонно направленных скважин в формациях земли. The invention relates to hydraulic drives for rotational motion, in particular, to devices for drilling directional wells in earth formations.

Известен винтовой забойный двигатель для наклонно направленного бурения, включающий двигательную секцию, ротор и торсион которой связаны между собой в своей верхней части, и шпиндельную секцию, корпус которой соединен с корпусом двигательной секции изогнутым переводником [1]. Known downhole screw motor for directional drilling, including the motor section, the rotor and torsion of which are interconnected in its upper part, and the spindle section, the casing of which is connected to the casing of the motor section by a curved sub [1].

Недостатком известной конструкции является отсутствие устройств для надежного удержания долота при разрушении (срезании) вала шпинделя, а также устройств для охлаждения опор вращения шпинделя промывочным буровым раствором, выполняющих функцию демпфирования напряжений от изгибающих и крутящих моментов, передаваемых от ротора двигателя, и реактивного изгибающего момента вследствие усилий резания на долоте. Это не позволяет оптимизировать параметры процессов бурения и снижать аварийность при производстве и эксплуатации наклонно направленных скважин. A disadvantage of the known design is the lack of devices for reliable retention of the bit during the destruction (cutting) of the spindle shaft, as well as devices for cooling the spindle rotation bearings with drilling fluid, performing the function of damping stresses from bending and torque transmitted from the motor rotor and reactive bending moment due to cutting forces on a chisel. This does not allow optimizing the parameters of the drilling processes and reducing the accident rate during the production and operation of directional wells.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является героторный гидравлический двигатель (типа "Moineau"), содержащий полый корпус, размещенный внутри него многозаходный героторный механизм, включающий соосно расположенный статор и установленный внутри статора ротор, а также шпиндель, включающий вал шпинделя, размещенный в опорах вращения в корпусе шпинделя и соединенный на входе приводным валом с ротором, а на выходе - с долотом, причем корпуса двигателя и шпинделя соединены изогнутым переводником с резьбами на его краях [2]. Closest to the claimed design is a gerotor hydraulic motor (type "Moineau"), containing a hollow casing, a multi-start gerotor mechanism located inside it, including a coaxially located stator and a rotor installed inside the stator, as well as a spindle, including a spindle shaft, located in rotation bearings in spindle housing and connected at the input by a drive shaft with a rotor, and at the output - with a chisel, and the motor and spindle housings are connected by a curved sub with threads at its edges [2].

Известное изобретение включает стабилизатор с изменяемой геометрией, включающий средства дистанционного контроля, способствующие изменению геометрии под влиянием гидростатического давления в бурильной колонне. The known invention includes a stabilizer with variable geometry, including means of remote control, contributing to a change in geometry under the influence of hydrostatic pressure in the drill string.

Данное изобретение может включать, по меньшей мере, один стабилизатор, сблокированный для вращения вместе с долотом, а также, по меньшей мере, один стабилизатор, закрепленный для вращения вместе с корпусом двигателя. The present invention may include at least one stabilizer interlocked for rotation with the bit, and at least one stabilizer secured for rotation with the motor housing.

Недостатком известного изобретения является отсутствие надежного устройства для удержания долота 47 при разрушении (срезании) участка вне опор вращения на ведомом (тихоходном) валу 46. A disadvantage of the known invention is the lack of a reliable device for holding the bit 47 during the destruction (cutting) of the section outside the supports of rotation on the driven (low-speed) shaft 46.

Кроме того, недостатком изобретения является отсутствие устройств для охлаждения опор вращения вала 46 (шпиндельного узла или редуктора) методом противотока, т.е. подачей рабочей жидкости от долота 47 вверх через ограничитель потока, который выполнял бы при этом функцию демпфирования вибрационных напряжений от планетарного движения ротора 91 в статоре 90 и реактивного изгибающего момента вследствие усилий резания на долоте 47. In addition, the disadvantage of the invention is the lack of devices for cooling the bearings of rotation of the shaft 46 (spindle unit or gearbox) by the countercurrent method, i.e. the supply of working fluid from the bit 47 up through the flow limiter, which would perform the function of damping vibrational stresses from the planetary movement of the rotor 91 in the stator 90 and reactive bending moment due to cutting forces on the bit 47.

Это снижает возможности использования известного изобретения и не позволяет оптимизировать параметры процессов бурения при производстве наклонно направленных скважин с использованием изогнутых переводников между забойным двигателем и шпинделем. Кроме того, известное изобретение не позволяет снижать стоимость, трудоемкость и аварийность при производстве и эксплуатации наклонно направленных скважин, увеличивает вероятность безвозвратной потери долота. This reduces the possibility of using the known invention and does not allow to optimize the parameters of the drilling processes in the production of directional wells using curved sub between the downhole motor and the spindle. In addition, the known invention does not allow to reduce the cost, complexity and accident rate during the production and operation of directional wells, increases the likelihood of irrevocable loss of the bit.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении стоимости и трудоемкости обслуживания работ, связанных с разъединением и установкой изогнутого переводника. Другой технической задачей является повышение точности проходки скважины вследствие демпфирования крутящих и изгибающих моментов от ротора забойного двигателя, а также реактивного изгибающего момента вследствие усилий резания на долоте ограничителем потока, выполненным в виде упруго-эластичной опоры скольжения с винтовыми каналами, направленными против вращения вала шпинделя. The technical problem to which the invention is directed is to reduce the cost and the complexity of servicing works associated with the separation and installation of a curved sub. Another technical task is to increase the accuracy of well penetration due to damping of torques and bending moments from the rotor of the downhole motor, as well as reactive bending moment due to cutting forces on the bit by a flow restrictor made in the form of an elastic-elastic sliding support with screw channels directed against rotation of the spindle shaft.

Другой технической задачей является повышение надежности приводного вала и обеспечения герметичности элементов соединения его с ротором и шпинделем, а также снижение вероятности безвозвратной потери долота в скважине. Another technical task is to increase the reliability of the drive shaft and ensure the tightness of the elements of its connection with the rotor and spindle, as well as reduce the likelihood of irrevocable loss of the bit in the well.

Сущность технического решения заключается в том, что в героторном гидравлическом двигателе, содержащем полый корпус, размещенный внутри него многозаходный героторный механизм, включающий соосно расположенный статор и установленный внутри статора ротор, а также шпиндель, включающий вал шпинделя, размещенный в опорах вращения в корпусе шпинделя и соединенный на входе приводным валом с ротором, а на выходе - с долотом, причем корпуса двигателя и шпинделя соединены изогнутым переводником с резьбами на его краях, согласно изобретению, корпус шпинделя со стороны его торца, направленного к долоту, имеет окружное ребро, охватывающее с зазором вал шпинделя, а вал шпинделя имеет окружной бурт, расположенный между опорой вращения и окружным ребром, при этом окружной бурт на валу шпинделя и окружное ребро в корпусе шпинделя выполнены по типу непрерывных, сопрягаемых между собой витков резьбы, направление свинчивания вала и корпуса шпинделя противоположно направлению вращения вала шпинделя, а наименьшее расстояние между краями ребер на валу и в корпусе шпинделя равно шагу ребер, при этом приводной вал выполнен разборным между изогнутым переводником и двигателем, место соединения его секций выполнено в виде поверхностей тел вращения относительно общей оси двигателя и шпинделя, а корпус шпинделя со стороны соединения с изогнутым переводником содержит ограничитель потока, выполненный в виде упруго-эластичной опоры скольжения с винтовыми каналами, направленными против вращения вала шпинделя. The essence of the technical solution lies in the fact that in a gerotor hydraulic motor containing a hollow body, a multi-start gerotor mechanism inside it, including a coaxially located stator and a rotor installed inside the stator, as well as a spindle, including a spindle shaft, located in the rotation bearings in the spindle body and connected at the input by a drive shaft with a rotor, and at the output with a chisel, the motor and spindle housings being connected by a curved sub with threads at its edges, according to the invention, the spindle from its end face directed to the bit has a circumferential rib covering the spindle shaft with a clearance, and the spindle shaft has a circumferential collar located between the rotation support and the circumferential rib, while the circumferential collar on the spindle shaft and the circumferential rib in the spindle body are made type of continuous, interfaced turns of thread, the direction of screwing of the shaft and spindle housing is opposite to the direction of rotation of the spindle shaft, and the smallest distance between the edges of the ribs on the shaft and in the spindle housing is equal to the pitch of the ribs, etc. the drive shaft is made collapsible between the bent sub and the engine, the connection point of its sections is made in the form of surfaces of bodies of revolution relative to the common axis of the motor and the spindle, and the spindle body from the side of connection with the bent sub contains a flow restrictor made in the form of an elastic-elastic sliding support with screw channels directed against rotation of the spindle shaft.

Кроме того, согласно изобретению, вал шпинделя и ротор соединены каждый с соответствующей секцией приводного вала при помощи муфты, допускающей угловой перекос, например карданно-шариковой, и содержит эластичный кожух и пару колец, коаксиально охватывающих изнутри и снаружи край кожуха и скрепленных посредством резьбовой втулки с муфтой, при этом, по крайней мере, одно из колец, ограничивает угловые перемещения муфты без нарушения герметичности кожуха. In addition, according to the invention, the spindle shaft and rotor are each connected to a corresponding section of the drive shaft using a coupling that allows angular skew, for example cardan-ball, and contains an elastic casing and a pair of rings, coaxially covering the inside and outside of the casing edge and fastened by a threaded sleeve with the coupling, while at least one of the rings limits the angular movement of the coupling without violating the tightness of the casing.

Выполнение корпуса шпинделя со стороны его торца, направленного к долоту, с окружным ребром, охватывающим с зазором вал шпинделя, а вала шпинделя - с окружным буртом, расположенным между опорой вращения и окружным ребром в корпусе, обеспечивает надежное удержание долота при разрушении (срезании) вала шпинделя. The execution of the spindle body from the side of its end directed towards the bit, with a circumferential rib covering the spindle shaft with a clearance, and a spindle shaft with a circumferential collar located between the rotation support and the circumferential rib in the housing, ensures reliable retention of the bit during shaft destruction (cutting) spindle.

Выполнением окружного бурта на валу шпинделя, а окружного ребра - в корпусе шпинделя по типу непрерывных, сопрягаемых между собой витков резьбы достигается выполнение корпуса шпинделя цельным, без разборных резьбовых цапф, повышается надежность устройства, исключаются резьбовые соединения, которые могут отвернуться при разрушении вала шпинделя. By performing a circumferential collar on the spindle shaft, and a circumferential rib - in the spindle body as continuous, mating threads are achieved, the spindle body is made integral, without collapsible threaded trunnions, the reliability of the device is increased, and threaded connections that can become loose when the spindle shaft is destroyed are eliminated.

Противоположное направлению вращения вала шпинделя свинчивание вала и корпуса шпинделя предотвращает отворачивание срезанной части вала шпинделя с долотом. Наименьшее расстояние между краями ребер на валу в корпусе шпинделя, равное шагу ребер, предотвращает отворачивание срезанной части вала с долотом при косом срезе вала частями, кромками или гранями смежных поверхностей зоны среза шпиндельного вала. Opposite to the direction of rotation of the spindle shaft, the screwing of the shaft and the spindle housing prevents the cut-off part of the spindle shaft with the bit from being turned off. The smallest distance between the edges of the ribs on the shaft in the spindle housing, equal to the spacing of the ribs, prevents the cut-off part of the shaft from turning off the bit when the shaft is obliquely cut by parts, edges or faces of adjacent surfaces of the spindle shaft cut zone.

Выполнением приводного вала разборным между изогнутым переводником и двигателем, а места его соединения - в виде поверхностей тел вращения относительно общей оси двигателя и шпинделя, достигается снижение трудоемкости и стоимости работ, связанных с разъединением и установкой требуемого изогнутого переводника. Кроме того, исключаются повреждения шариков и колец муфт, ограничивающих их осевое перемещение, при замене изогнутого переводника, повышается надежность и ресурс работы приводного вала, т.к. при разборке приводного вала осевые усилия на шарики соединительной муфты не передаются. The implementation of the drive shaft collapsible between the curved sub and the engine, and its connection in the form of surfaces of bodies of revolution relative to the common axis of the motor and spindle, reduces the complexity and cost of work associated with disconnecting and installing the required curved sub. In addition, damage to balls and coupling rings restricting their axial movement is excluded when replacing a curved sub, increasing the reliability and service life of the drive shaft, as when disassembling the drive shaft, axial forces are not transmitted to the balls of the coupling.

Выполнение в корпусе шпинделя со стороны соединения с изогнутым переводником ограничителя потока в виде упруго-эластичной опоры скольжения с винтовыми каналами, направленными против вращения вала шпинделя, обеспечивает дросселирование и циркуляцию промывочно-охлаждающего бурового раствора по направлению от долота вверх через опоры вращения шпинделя, а затем в каналы Н резьбового переходника 38. Это обеспечивает улучшенное охлаждение опор вращения шпинделя. Кроме того, это обеспечивает демпфирование напряжений от изгибающих и крутящих моментов, передаваемых от планетарного движения ротора и его одновременного вращения при обкатке по статору двигателя, а также реактивного изгибающего момента вследствие усилий резания на долоте. The execution of the flow limiter in the spindle housing from the side of the connection with the curved sub in the form of an elastic-elastic sliding support with screw channels directed against the rotation of the spindle shaft ensures throttling and circulation of the flushing and cooling drilling fluid in the direction from the bit up through the spindle rotation supports, and then into the channels H of the threaded adapter 38. This provides improved cooling of the spindle bearings. In addition, this provides damping of stresses from bending and torques transmitted from the planetary motion of the rotor and its simultaneous rotation during run-in along the motor stator, as well as reactive bending moment due to cutting forces on the bit.

Кроме того, соединение вала шпинделя и ротора с соответствующей секцией приводного вала при помощи муфты, допускающей угловой перенос и содержащей эластичный кожух и пару колец, коаксиально охватывающих изнутри и снаружи край кожуха и соединенных посредством резьбовой втулки с муфтой без нарушения герметичности кожуха, обеспечивает удержание консистентной смазки внутри кожуха, повышает надежность и ресурс приводного вала. In addition, the connection of the spindle shaft and the rotor with the corresponding section of the drive shaft using a coupling that allows angular transfer and contains an elastic casing and a pair of rings, coaxially covering the inside and outside of the casing edge and connected by means of a threaded sleeve to the coupling without impairing the casing tightness, ensures a consistent consistency lubrication inside the casing, increases the reliability and service life of the drive shaft.

На фиг. 1 показан продольный разрез верхней части героторного двигателя;
на фиг. 2 показана выходная часть героторного двигателя, соединенного изогнутым переводником с входной частью шпинделя;
на фиг. 3 показана выходная часть шпинделя и место крепления долота;
на фиг. 4 показан приводной вал, соединенный с муфтами;
на фиг. 5 показан элемент I на фиг. 3 упруго-эластичной опоры скольжения;
на фиг. 6 показан элемент II на фиг. 3 устройства для удержания срезанного вала шпинделя с долотом.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the upper part of the gerotor engine;
in FIG. 2 shows the output of a gerotor motor connected by a curved sub to the input of the spindle;
in FIG. 3 shows the output of the spindle and the place of attachment of the bit;
in FIG. 4 shows a drive shaft connected to couplings;
in FIG. 5 shows element I in FIG. 3 elastic-elastic sliding bearings;
in FIG. 6 shows element II of FIG. 3 devices for holding the cut spindle shaft with a chisel.

Ниже представлен наиболее предпочтительный вариант исполнения героторного гидравлического двигателя. Below is the most preferred embodiment of a gerotor hydraulic motor.

Героторный гидравлический двигатель содержит полый корпус 1, размещенный внутри него многозаходный героторный механизм, включающий соосно расположенный статор 2 и установленный внутри статора ротор 3, а также шпиндель, включающий полый вал шпинделя 4, размещенный в опорах вращения 5 в корпусе шпинделя 6 и соединенный на входе приводным валом 7 с ротором 3, а на входе с долотом; показана переходная втулка 8 для присоединения долота. The hydraulic rotor motor contains a hollow housing 1, a multi-start rotor mechanism located inside it, including a coaxially located stator 2 and a rotor 3 mounted inside the stator, as well as a spindle, including a hollow shaft of the spindle 4, located in the rotation bearings 5 in the spindle housing 6 and connected at the input a drive shaft 7 with a rotor 3, and at the entrance with a bit; The adapter sleeve 8 for attaching the bit is shown.

Корпус двигателя 1 и корпус шпинделя 6 соединены изогнутым переводником 9 с резьбами 10 и 11 на его краях. The motor housing 1 and the spindle housing 6 are connected by a curved sub 9 with threads 10 and 11 at its edges.

Корпус 1 двигателя соединен с изогнутым переводником 9 при помощи резьбового кожуха 12. The housing 1 of the engine is connected to a curved sub 9 using a threaded casing 12.

Корпус шпинделя 6 соединен с изогнутым переводником 9 при помощи резьбового кожуха 13. The spindle housing 6 is connected to a curved sub 9 using a threaded casing 13.

Корпус шпинделя 6 со стороны его торца 14, направленного к долоту, показана втулка 8 для крепления долота, имеет окружное ребро 15, охватывающее с зазором вал шпинделя 4, см. фиг. 6. Полый вал шпинделя 4 имеет окружной бурт 16, расположенный между опорой вращения 5 и окружным ребром 15 в корпусе шпинделя 6. The housing of the spindle 6 from the side of its end 14 directed towards the bit, the sleeve 8 for fastening the bit is shown, has a circumferential rib 15, covering the spindle shaft 4 with a gap, see FIG. 6. The hollow shaft of the spindle 4 has a circumferential collar 16 located between the rotation support 5 and the circumferential rib 15 in the spindle housing 6.

При этом окружной бурт 16 на валу шпинделя 4 и окружное ребро 15 в корпусе шпинделя 6 выполнены по типу непрерывных, сопрягаемых между собой витков резьбы 17, 18, см. фиг. 6. In this case, the circumferential collar 16 on the spindle shaft 4 and the circumferential rib 15 in the spindle housing 6 are made as continuous, mating threads of threads 17, 18, see each other, see FIG. 6.

Направление свинчивания вала шпинделя 4 и корпуса шпинделя 6 (при сборке) противоположно направлению вращения вала шпинделя 4. The screwing direction of spindle shaft 4 and spindle housing 6 (during assembly) is opposite to the direction of rotation of spindle shaft 4.

Наименьшее расстояние "а" между краями ребер, т.е. между ребром 15 и окружным буртом 16, равно шагу t ребер или витков резьбы 17, 18, см. фиг. 6. The smallest distance "a" between the edges of the ribs, i.e. between the rib 15 and the circumferential collar 16, is equal to the step t of the ribs or turns of thread 17, 18, see Fig. 6.

Приводной вал 7 выполнен разборным между изогнутым переводником 9 и двигателем, см. фиг. 2, 4. The drive shaft 7 is made collapsible between the bent sub 9 and the engine, see FIG. 2, 4.

Приводной вал 7 выполнен из двух секций: нижней части (секции) собственно приводного вала 7 и переходной секции 19. При этом верхняя часть 20 приводного вала 7 разъемно соединена при помощи конуса Морзе 21 в нижней части 22 переходной секции 19 и плоских поверхностей 23, 24 в пазу Т переходной секции 19. The drive shaft 7 is made of two sections: the lower part (section) of the actual drive shaft 7 and the transition section 19. In this case, the upper part 20 of the drive shaft 7 is detachably connected using the Morse taper 21 in the lower part 22 of the transition section 19 and flat surfaces 23, 24 in the groove T of the transition section 19.

Место соединения секции 19 и приводного вала 7 выполнено в виде поверхностей тел вращения 20, 21 относительно общей оси 25, см. фиг. 2, двигателя и шпинделя. The junction of the section 19 and the drive shaft 7 is made in the form of surfaces of bodies of revolution 20, 21 relative to the common axis 25, see FIG. 2, motor and spindle.

На фиг. 2 показано: 26 - ось двигателя, 27 - ось шпинделя; α - угол переводника 9, определяемый расположением резьб 10 и 11. In FIG. 2 shows: 26 - axis of the motor, 27 - axis of the spindle; α is the angle of the sub 9, determined by the location of the threads 10 and 11.

Корпус шпинделя 6 со стороны соединения с изогнутым переводником 9 содержит ограничитель потока 28, см. фиг. 3, 5, выполненный в виде упруго-эластичной опоры скольжения 29 с винтовыми каналами 30 (или одним каналом при однозаходной резьбе), направленным против вращения вала шпинделя 4. The spindle housing 6 on the connection side with the bent sub 9 comprises a flow restrictor 28, see FIG. 3, 5, made in the form of an elastic-elastic sliding support 29 with screw channels 30 (or one channel with a single thread), directed against rotation of the spindle shaft 4.

Вал шпинделя 4 и ротор 3 соединены каждый с соответствующей секцией 7 и 19 приводного вала 7 при помощи муфты 31 или 32, см. фиг. 2, 4, допускающей угловой перекос β , например, карданно-шариковой, и содержит эластичный кожух 33 и пару колец 34 и 35, коаксиально охватывающих изнутри и снаружи край 36 кожуха 33 и скрепленных посредством резьбовой втулки 37 с муфтой 31. The spindle shaft 4 and the rotor 3 are each connected to the corresponding section 7 and 19 of the drive shaft 7 by means of a coupling 31 or 32, see FIG. 2, 4, which allows angular skew β, for example, cardan-ball, and contains an elastic casing 33 and a pair of rings 34 and 35, coaxially enveloping the inside and outside of the edge 36 of the casing 33 and fastened by means of a threaded sleeve 37 with a sleeve 31.

При этом оба кольца 34, 35 ограничивают угловые перемещения β муфты 31 без нарушения герметичности кожуха 33, т.е. резьбовая втулка 37 не задевает за кожух 33 при максимальных перекосах муфты 31. In this case, both rings 34, 35 limit the angular movements β of the sleeve 31 without violating the tightness of the casing 33, i.e. the threaded sleeve 37 does not touch the casing 33 at maximum misalignment of the coupling 31.

Кроме того, на фиг. 2 показаны наклонные каналы Н в резьбовом переходнике 38, которые определяют центральный путь прохождения потока для передачи рабочей жидкости к долоту или втулке 8 для его крепления, см. фиг. 2. In addition, in FIG. 2 shows the inclined channels H in the threaded adapter 38, which determine the central flow path for transferring the working fluid to the bit or sleeve 8 for its fastening, see FIG. 2.

На фиг. 1 - рабочая жидкость 39, стрелкой показано направление ее подвода через колонну буровых труб, которые предусмотрены при работе данного изобретения. In FIG. 1 - working fluid 39, the arrow shows the direction of its supply through the column of drill pipes, which are provided during the operation of this invention.

На фиг. 3 - показано направление потока рабочей жидкости 40 для смазки, охлаждения и демпфирования в упруго-эластичной опоре скольжения 28. In FIG. 3 - shows the flow direction of the working fluid 40 for lubrication, cooling and damping in the elastic-elastic support 28.

Героторный гидравлический двигатель работает следующим образом: рабочая жидкость 39 под давлением 20 -70 кг/см² по колонне буровых труб подается в проточные винтовые каналы между ротором 3 и статором 2, профиль ротора выполнен замкнутым. Возможность подачи рабочей жидкости обеспечивается вследствие разницы в количестве зубьев, т.е. число зубьев ротора на единицу меньше зубьев статора. Возникающий на роторе 3 крутящий момент вызывает его планетарное движение относительно статора 2, которое при помощи переходной секции 19, приводного вала 7 и карданно-шариковых муфт 31, 32 преобразуется во вращательное движение вала шпинделя 4, втулки 8 и долота.The hydraulic rotor motor operates as follows: a working fluid 39 is supplied under a pressure of 20 -70 kg / cm ² through a drill pipe string into flowing screw channels between the rotor 3 and the stator 2, and the rotor profile is closed. The ability to supply the working fluid is provided due to the difference in the number of teeth, i.e. the number of rotor teeth is one less than the stator teeth. The torque arising on the rotor 3 causes its planetary motion relative to the stator 2, which is converted by means of the transition section 19, the drive shaft 7 and the cardan-ball couplings 31, 32 into the rotational movement of the spindle shaft 4, the sleeve 8 and the bit.

Рабочая жидкость 39 на выходе из двигателя направляется через канал Н резьбового переходника 38 внутрь полого вала шпинделя 4, втулку 8 к долоту, где она размывает породу при бурении скважины. На забое скважины давление повышенное. The working fluid 39 at the outlet of the engine is directed through the channel H of the threaded adapter 38 into the hollow shaft of the spindle 4, the sleeve 8 to the bit, where it erodes the rock when drilling the well. The pressure at the bottom of the well is increased.

При этом рабочая жидкость 40 подается в опоры вращения 5 шпинделя к винтовым каналам 30 упруго-эластичной опоры скольжения 29, дросселируется и подмешивается к потоку 39 рабочей жидкости в каналах Н переходника 38 и обеспечивает охлаждение опор вращения 5 и демпфирование напряжений от изгибающих и крутящих моментов, передаваемых от планетарного движения ротора 3 по статору 2, через приводной вал из секций 19, 7 и муфт 31, 32, а также реактивного изгибающего момента вследствие усилий резания на долоте, т.е. от втулки 8. In this case, the working fluid 40 is supplied to the rotation supports 5 of the spindle to the helical channels 30 of the elastic-elastic sliding bearings 29, throttled and mixed with the flow 39 of the working fluid in the channels N of the adapter 38 and provides cooling of the rotation supports 5 and damping of stresses from bending and torques, transmitted from the planetary movement of the rotor 3 along the stator 2, through the drive shaft from sections 19, 7 and couplings 31, 32, as well as reactive bending moment due to cutting forces on the bit, i.e. from sleeve 8.

На практике вертикальный ствол скважины бурится до заданной глубины. Затем бурильная колонна извлекается и меняется изогнутый переводник 9 между героторным двигателем и шпинделем. In practice, a vertical wellbore is drilled to a predetermined depth. Then the drill string is removed and the bent sub 9 is changed between the gerotor motor and the spindle.

Для разъединения изогнутого переводника 9 шпиндель удерживается в вертикальном положении в хомутах (спайдерах) непосредственно на буровой за поясок на резьбовом кожухе 13. Затем отворачивается резьба 10 и резьбовой кожух 12. To disconnect the bent sub 9, the spindle is held in a vertical position in the clamps (spiders) directly on the drill for the belt on the threaded casing 13. Then the thread 10 and the threaded casing 12 are turned away.

Секция 19 и приводной вал 7 разъединяются при помощи конуса Морзе 21, карданно-шариковые муфты 31 и 32 при этом не нагружаются. Section 19 and the drive shaft 7 are disconnected by means of a Morse taper 21, cardan ball couplings 31 and 32 are not loaded.

Вал шпинделя 4 проектируется таким образом, что место его разрушения (среза) располагается между опор вращения 5 и окружным буртом 16. При аварийных случаях разрушения вала шпинделя 4 долото (втулка 8) удерживается окружным буртом 16 вала шпинделя 4 и извлекается вместе с колонной бурильных труб из скважины. The spindle shaft 4 is designed in such a way that the place of its destruction (cut) is located between the rotation bearings 5 and the circumferential collar 16. In emergency cases of destruction of the spindle 4, the bit (sleeve 8) is held by the circumferential collar 16 of the spindle 4 and is removed together with the drill pipe string from the well.

Предлагаемая конструкция героторного гидравлического двигателя улучшает охлаждение опор вращения шпинделя, упрощает разъединение и установку изогнутого переводника, повышает точность проходки скважины путем демпфирования и компенсации бокового усилия от долота и моментов ротора в шпинделе изогнутой колонны скважинных труб, а также сохраняет долото при срезании вала шпинделя. The proposed design of the gerotor hydraulic motor improves the cooling of the spindle bearings, simplifies the separation and installation of the bent sub, improves the accuracy of the borehole by damping and compensating for lateral forces from the bit and rotor moments in the spindle of the bent column of the borehole pipes, and also preserves the bit when cutting the spindle shaft.

Источники информации
1. RU, патент 2081986, кл. 6 E 21 В 4/02, 1993
2. US, патент 5316093, кл. E 21 В 7/06, E 21 В 4/02, 1994.Sources of information
1. RU, patent 2081986, cl. 6 E 21 B 4/02, 1993
2. US patent 5316093, cl. E 21 V 7/06, E 21 V 4/02, 1994.

Claims

1. A hydraulic rotor motor containing a hollow housing, a multi-start rotor mechanism located inside it, including a coaxially mounted stator and a rotor installed inside the stator, as well as a spindle, including a spindle shaft located in rotation bearings in the spindle housing and connected to the input shaft by a rotor with an rotor and at the exit - with a chisel, the motor and spindle bodies being connected by a curved sub with threads at its edges, characterized in that the spindle body is on the side of its end facing the bits has a circumferential rib, covering the spindle shaft with a gap, and the spindle shaft has a circumferential collar located between the rotation support and the circumferential rib, while the circumferential collar on the spindle shaft and the circumferential rib in the spindle body are made as continuous, mating threads, the screwing direction of the shaft and the spindle housing is opposite to the direction of rotation of the spindle shaft, and the smallest distance between the edges of the ribs on the shaft and in the spindle housing is equal to the spacing of the ribs, while the drive shaft is collapsible between bent m sub and engine, the junction of its sections is made in the form of surfaces of bodies of revolution relative to the common axis of the motor and the spindle, and the spindle body on the connection side with a curved sub contains a flow restrictor made in the form of an elastic-elastic sliding support with screw channels directed against rotation spindle shaft.

2. The hydraulic rotor motor according to claim 1, characterized in that the spindle shaft and rotor are each connected to the corresponding section of the drive shaft using a coupling that allows angular misalignment, for example a cardan ball, and contains an elastic casing and a pair of rings coaxially covering the inside and outside the edge of the casing and fastened by means of a threaded sleeve with a coupling, while at least one of the rings limits the angular movement of the coupling without violating the tightness of the casing.