RU221662U1 - Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам питания скважинных приборов электроэнергией в процессе бурения. Техническим результатом является облегчение проведения и повышение качества обслуживания турбогенератора после рейса. Предложен турбогенератор, содержащий внутренний статор с обмоткой, размещенной в герметичном корпусе, внешний ротор с лопатками турбины, установленный на подшипниках скольжения из твердого износостойкого материала с высокой теплопроводностью, герметизирующий элемент, предотвращающий сквозной проток промывочной жидкости через зазор статор-ротор, выполненный в виде крышки ротора. Крышка ротора выполнена съемной с возможностью сдвига поперек оси турбогенератора, в рабочем положении центрируемой по внутренней расточке ротора. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к исследованиям в процессе бурения скважин и может быть использована для питания электроэнергией скважинных приборов в процессе бурения скважин.

Известен турбогенератор для питания скважинной аппаратуры, содержащий внутренний статор с обмоткой, выполненной на оси, и размещенной в герметичном корпусе, внешний ротор с корпусом и лопатками турбины, установленный на подшипниках скольжения, внутренние и внешние рабочие поверхности которых выполнены из твердого износостойкого материала с высокой теплопроводностью, содержащий герметизирующий элемент, предотвращающий сквозной проток промывочной жидкости через зазор между статором и ротором, выполненный в виде крышки, установленной на верхнем торце ротора, содержащий упорный подшипник ротора генератора, состоящий из пяты и подпятника, представляющие собой детали цилиндрической формы, контактирующие друг с другом по торцовым поверхностям, подпятник расположен на верхней стороне статора, а пята размещена в крышке ротора, крышка ротора закреплена на статоре подвижно, с возможностью вращения (патент РФ на полезную модель №177774, МПК Е21В 41/00, заявл. 24.06.2016).

Недостатком этого турбогенератора является сложность обслуживания генератора (конкретно - упорного подшипника) после рейса. Обслуживание турбогенератора после рейса заключается в разборке турбогенератора на основные составные части (статор, ротор, сменное рабочее колесо турбины и другие съемные составные части, если они есть), очистке всех внутренних поверхностей составных частей от остатков смазки и промывочной жидкости, последующей смазки и сборки. Если после рейса генератор не разобрать и из внутренних полостей не удалить остатки промывочной жидкости, то она высыхает и превращается в твердую прочную субстанцию (речь идет об общепринятых при бурении промывочных жидкостях на глинистой и полимер-глинистой основе), вращение ротора становится невозможным. Поскольку крышка ротора с установленной в ней пятой закреплена на статоре (хоть и подвижно, с возможностью вращения), то внутренняя полость крышки с находящимися в ней пятой и подпятником недоступна для промывки, очистки, контроля качества очистки и для последующей смазки.

Задачей создания полезной модели является облегчение проведения обслуживания турбогенератора после рейса.

Указанная задача решена за счет того, что в турбогенераторе для питания скважинной аппаратуры, содержащем внутренний статор с обмоткой, выполненной на оси, и размещенной в герметичном корпусе, внешний ротор с корпусом и лопатками турбины, установленный на подшипниках скольжения, внутренние и внешние рабочие поверхности которых выполнены из твердого износостойкого материала с высокой теплопроводностью, содержащий герметизирующий элемент, предотвращающий сквозной проток промывочной жидкости через зазор между статором и ротором, выполненный в виде крышки, установленной на верхнем торце ротора, содержащий упорный подшипник ротора генератора, состоящий из пяты и подпятника, представляющих собой детали цилиндрической формы, контактирующие друг с другом по торцовым поверхностям, подпятник расположен на верхней стороне статора, а пята размещена в крышке ротора, крышка выполнена съемной с возможностью сдвига поперек оси турбогенератора, в рабочем положении центрируемой по внутренней расточке ротора.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен общий вид верхней части турбогенератора. На фиг. 2 приведен общий вид крышки с установленной в ней пятой. На фиг. 3 приведен разрез ротора по шипам, фиксирующим ротор от проворота относительно крышки ротора.

Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры состоит из следующих основных частей - статора 1, ротора 2, крышки ротора 3.

На статоре 1 установлена втулка статора верхнего подшипника 4 (наружный диаметр D подшипника). Подпятник 5, закрепленный в обойме подпятника 6, расположен в верхней части статора 1. Обойма подпятника 6 имеет две цилиндрические ступени диаметрами d и D соответственно, причем диаметр верхней ступени D больше диаметра нижней ступени d:

D>d.

В роторе 2 установлена втулка верхнего подшипника ротора 7 (внутренний диаметр Оподшипника). В верхней части ротора имеется расточка диаметром ∅D уплотнения, меньшим диаметра подшипников ∅D подшипника на величину, достаточную для прохода через подшипники уплотнительного кольца 8 в свободном состоянии (до посадки в расточку ротора диаметром ∅D уплотнения). В нижней части этой расточки имеется заходная фаска для прохода уплотнительного кольца 8. Эта заходная фаска может являться упорной поверхностью для осевой фиксации ротора 2 относительно крышки ротора 3 (изображено), или для этой цели может быть предусмотрена другая упорная поверхность (не показано).

Уплотнительное кольцо 8 устанавливается в канавку на крышке ротора 3 и предназначено для герметизации стыка ротор 2 - крышка ротора 3.

Крышка ротора 3 содержит в своем составе пяту 9, способ ее крепления может быть любым. На крышке ротора 3 может быть (при необходимости) закреплен наконечник 10, предназначенный для монтажа - демонтажа турбогенератора или сборки электронных модулей прибора скважинного (турбогенератор - самый верхний из этих модулей). Нижняя часть крышки ротора 3 имеет две цилиндрические ступени. Одна из них имеет диаметр ∅D уплотнения и служит для центрирования крышки ротора 3 в расточке ротора 2. Другая, расположенная в самом низу крышки ротора 3, имеет диаметр больше, чем ∅D уплотнения, но меньше, чем D подшипника, что позволяет крышке ротора 3 свободно проходить сквозь ротор 2 до упора по заходной фаске (изображено) или по другой упорной поверхности (не показано). При упоре по заходной фаске верхний край этой ступени скошен под углом, равным углу заходной фаски в расточке ротора 2. В этой же ступени крышки 3 выполнен Т-образный паз, размеры которого

B>D и D>b>d

позволяют крышке 3 смещаться в поперечном направлении относительно статора 1, но препятствуют перемещению в осевом направлении.

Смещению ротора 2 вверх относительно крышки ротора 3 препятствует винт 11, ввернутый в резьбовое отверстие, имеющееся в крышке ротора 3. Этот же винт 11 может фиксировать и рабочее колесо турбины 12 в случае установки его на верхнюю часть ротора 2 (изображено) или на крышку ротора (не показано). Ротор 2 от проворота относительно крышки ротора 3 удерживает либо этот же винт 11, либо шипы 13 шириной Ь, выполненные на роторе 2 и входящие в Т-образный паз крышки ротора 3, либо другие известные конструктивные элементы (шпонка-паз, штифт-отверстие и т.д., не показаны).

Обслуживание турбогенератора после рейса осуществляется следующим образом:

- Выворачивают винт 11.

- Ротор 2 вместе с рабочим колесом турбины 12 снимают со статора 1 и крышки ротора 3 (движением ротора 2 вверх вдоль продольной оси).

- Крышку ротора 3 смещают в поперечном направлении (в направлении перпендикулярном плоскости чертежа фиг.1) и снимают со статора 1 (с обоймы пяты 6).

- Производят очистку (промывку) всех составных частей от остатков промывочной жидкости и старой смазки.

- Смазывают составные части консистентной смазкой.

- Крышку ротора 3 движением в поперечном направлении надевают на статор 1 (на обойму пяты 6) и приблизительно центрируют относительно продольной оси.

- Ротор 2 надевают на крышку ротора 3 и статор 1, окончательно центрируя крышку ротора 3.

- Ротор 2 поворачивают вокруг крышки ротора 3 так, чтобы шипы 13, если они есть, вошли в паз крышки ротора, или совместились оси отверстий под винт 11 на роторе 2 и крышке 3.

- Устанавливают нужное сменное рабочее колесо турбины 12.

- Заворачивают винт 11.

Применение полезной модели позволило облегчить проведение и повысить качество обслуживания генератора после рейса.

Claims (1)

1. Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры, содержащий внутренний статор с обмоткой, выполненной на оси и размещенной в герметичном корпусе, внешний ротор с лопатками турбины, установленный на подшипниках скольжения, внутренние и внешние рабочие поверхности которых выполнены из твердого износостойкого материала с высокой теплопроводностью, содержащий герметизирующий элемент, предотвращающий сквозной проток промывочной жидкости через зазор между статором и ротором, выполненный в виде крышки, установленной на верхнем торце ротора, содержащий упорный подшипник ротора генератора, состоящий из пяты и подпятника, представляющих собой детали цилиндрической формы, контактирующие друг с другом по торцовым поверхностям, подпятник расположен на верхней стороне статора, а пята размещена в крышке ротора, отличающийся тем, что крышка выполнена съемной с возможностью сдвига поперек оси турбогенератора, в рабочем положении центрируемой по внутренней расточке ротора.

Images