RU2327025C1 - Stator of screw-gerotor hydraulic machine - Google Patents
Stator of screw-gerotor hydraulic machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327025C1 RU2327025C1 RU2006134898/03A RU2006134898A RU2327025C1 RU 2327025 C1 RU2327025 C1 RU 2327025C1 RU 2006134898/03 A RU2006134898/03 A RU 2006134898/03A RU 2006134898 A RU2006134898 A RU 2006134898A RU 2327025 C1 RU2327025 C1 RU 2327025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubular shell
- helical teeth
- elastomer
- stator
- hollow body
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к героторным механизмам винтовых забойных двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин, к винтовым насосам для добычи нефти из скважин, а также винтовым гидромоторам и гидронасосам общего назначения.The invention relates to gerotor mechanisms of downhole screw motors for drilling oil and gas wells, to screw pumps for oil production from wells, and also to screw hydraulic motors and general purpose hydraulic pumps.
Известен статор насоса или двигателя для подачи жидкости за счет вращения ротора или для вращения ротора от насосной подачи жидкости, содержащий корпус с внутренней поверхностью, выполненной с внутренними винтовыми зубьями, закрепленные в корпусе охватываемую и охватывающую обкладки из эластомера, при этом охватываемая обкладка выполнена с внутренними винтовыми зубьями, предназначенными для размещения ротора, имеющего наружную поверхность с винтовыми зубьями, охватывающая обкладка скреплена с охватываемой обкладкой и с внутренней поверхностью корпуса, а число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев корпуса [US 6881045 В2, Apr.19, 2005].Known stator of a pump or motor for supplying fluid due to rotation of the rotor or for rotation of the rotor from the pump fluid supply, comprising a housing with an inner surface made with internal helical teeth, a female covering and covering plates made of elastomer fixed in the housing, while the male covering is made with internal helical teeth designed to accommodate a rotor having an outer surface with helical teeth, the covering lining is fastened to the covered lining and to the inner the surface of the housing, and the number of teeth of the rotor is one less than the number of teeth of the housing [US 6881045 B2, Apr.19, 2005].
Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в двигателе вследствие низкой прочности корпуса статора и разрушения обкладки из эластомера при изгибах и кручении корпуса при осевой нагрузке на долото и ударных воздействиях от ясов в составе изогнутой колонны бурильных труб в горизонтальных скважинах, например при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, что объясняется тем, что он выполнен составным: из корпуса - гладкой трубы 10, охватываемой 84 и охватывающей 81 обкладок из эластомера, выполненных в форме геликоида.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing the reliability and resource, the developed power and torque in the engine due to the low strength of the stator housing and the destruction of the elastomer cover during bending and torsion of the housing under axial load on the bit and impact effects from jars in the composition of the curved drill pipe string in horizontal wells, for example, when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, due to the fact that it is made ostavnym: from the housing - a smooth tube 10, the male 84 and female 81 plates of elastomer formed in a helicoid shape.
Эластомерную охватываемую обкладку 84 (постоянной толщины) выполняют из материала, например, Ultra-Flex 114, а охватывающую обкладку 81 с внутренними винтовыми многозаходными зубьями выполняют из более твердого и прочного материала.The elastomeric male cover 84 (of constant thickness) is made of material, for example, Ultra-Flex 114, and the female cover 81 with internal helical multiple teeth is made of a harder and stronger material.
Использование известного статора в винтовом забойном двигателе не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны, вследствие разрушения корпуса 10, например, при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических и гидромеханических ясов, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб, с ударными нагрузками и ударными импульсами от ясов, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для двигателя.The use of a known stator in a downhole screw motor does not provide significant advantages, for example, the maximum rate of set of curvature due to the destruction of the housing 10, for example, when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, using hydraulic and hydromechanical jars in the drill pipe string, with rotation ( from the rotor of the drill pipe) of a curved drill pipe string, with shock loads and shock pulses from jars, as well as due to relaxation of tensile stresses in zognutoy drill string, wherein the motor stator is mounted.
Недостатки известного статора для двигателя объясняются циклическим нагружением винтовых зубьев, выполненных из эластомеров 81, 84 разной сдвиговой прочности, твердости и теплопроводности, которые подвергаются деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора внутри статора, что приводит к выделению тепла внутри материала зубьев, нарушению натяга в рабочей паре, отслоению обкладки 81 от корпуса 10, а также к расслоению между обкладками 81, 84 вследствие ухудшения отвода внутреннего тепла из обкладки 84 сквозь слой материала 81, через стенки корпуса 10 к буровому раствору затрубного пространства.The disadvantages of the known stator for the motor are explained by the cyclic loading of helical teeth made of elastomers 81, 84 of different shear strength, hardness and thermal conductivity, which are subjected to deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor inside the stator, which leads to heat generation inside the tooth material, violation of interference in the working pair, peeling of the lining 81 from the housing 10, as well as to delamination between the plates 81, 84 due to the deterioration of the removal of internal heat from the lining 84 through the layer of material 81, the walls of the housing 10 to the drilling fluid annulus.
Известен механизм, имеющий наружный трубчатый элемент (1), внутренний трубчатый элемент (2), который расположен внутри наружного трубчатого элемента (1), перемещается по оси наружного трубчатого элемента (1) и фиксируется по оси в нужном положении относительно наружного трубчатого элемента (1) и который имеет внутреннюю поверхность, внутреннюю обкладку (3) из эластомера, жестко соединенную с внутренней поверхностью; обкладку (3), которая имеет внутреннюю винтовую поверхность, а также винтовой ротор (5), который свободно вращается внутри внутреннего трубчатого элемента (2), при этом внутренний трубчатый элемент (2), толщина стенки которого меньше толщины стенки наружного трубчатого элемента (1) и который имеет два противоположных торца, и как минимум один из противоположных торцов герметично закрыты относительно внутренней стенки наружного трубчатого элемента (1), а также наружный трубчатый элемент (1), который имеет стопорные приспособления на внутренней стенке для фиксации внутреннего трубчатого элемента (2) в нужном положении, стопорные приспособления, выбранные из группы, состоящей из ограничителей, запирающих элементов и направленных внутрь радиальных защелок, а также внутренний трубчатый элемент (2), который имеет направленные наружу радиальные выступы (2′), где направленные внутрь радиальные защелки (9) соприкасаются с двумя прилегающими выступами (2′) [US 6293358 B1, Sep.25, 2001].A known mechanism having an outer tubular element (1), an inner tubular element (2), which is located inside the outer tubular element (1), moves along the axis of the outer tubular element (1) and is fixed axially in the desired position relative to the outer tubular element (1 ) and which has an inner surface, an inner lining (3) of elastomer, rigidly connected to the inner surface; a lining (3), which has an internal helical surface, as well as a screw rotor (5), which rotates freely inside the inner tubular element (2), while the inner tubular element (2), the wall thickness of which is less than the wall thickness of the outer tubular element (1) ) and which has two opposite ends, and at least one of the opposite ends is hermetically closed relative to the inner wall of the outer tubular element (1), as well as the outer tubular element (1), which has locking devices on the inner a lock for fixing the inner tubular element (2) in the desired position, locking devices selected from the group consisting of stops, locking elements and inwardly directed radial latches, as well as an inner tubular element (2) which has outwardly directed radial protrusions (2 ′ ), where the inwardly directed radial latches (9) are in contact with two adjacent protrusions (2 ′) [US 6293358 B1, Sep.25, 2001].
Недостатком известного механизма является неполное использование возможности повышения надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в винтовом забойном двигателе вследствие низкой прочности корпуса статора и разрушения обкладки из эластомера при изгибах и кручении корпуса.A disadvantage of the known mechanism is the incomplete use of the possibility of increasing reliability and resource, developed power and torque in a downhole screw motor due to the low strength of the stator housing and the destruction of the elastomer plate during bending and torsion of the housing.
В известном механизме нарушается герметичность корпуса 1 в местах установки винтов 9 при использовании корпуса 1 в винтовом забойном двигателе для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, что не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны, и объясняется разрушением корпуса 1 при изгибах и кручении при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических и гидромеханических ясов, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб, с ударными нагрузками и ударными импульсами от ясов, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен корпус 1 для двигателя.In the known mechanism, the tightness of the housing 1 is violated at the locations of installation of the screws 9 when using the housing 1 in a downhole screw motor for drilling directional and horizontal wells, which does not provide significant advantages, for example, the maximum rate of set of curvature, and is explained by the destruction of the housing 1 during bending and torsion during passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, using hydraulic and hydromechanical jars in the drill string, with rotation (from ora drilling) bent drill string, with shock loads and shock pulses from the jars, and also due to the relaxation of the tensile stress at a bent drill string, wherein the casing 1 is set for the engine.
Известен статор для забойного двигателя, содержащий полый корпус, трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями, которая расположена внутри полого корпуса, обкладку из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями, а также трубчатые хвостовики, расположенные по краям трубчатой оболочки и полого корпуса, при этом края трубчатой оболочки, полого корпуса и трубчатого хвостовика скреплены кольцевыми сварными швами, а стенки трубчатой оболочки и полого корпуса скреплены методом сварки [WO 01/44615 А2, 21 June 2001].Known stator for a downhole motor containing a hollow body, a tubular shell with internal and external helical teeth, which is located inside the hollow body, an elastomer lining, which is located inside the tubular shell and fastened with its internal helical teeth, as well as tubular shanks located at the edges the tubular shell and the hollow body, while the edges of the tubular shell, the hollow body and the tubular shank are fastened with ring welds, and the walls of the tubular shell and the hollow body slivers welding method [WO 01/44615 A2, 21 June 2001].
Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в винтовом забойном двигателе вследствие низкой прочности корпуса статора и разрушения обкладки из эластомера при изгибах и кручении корпуса.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing reliability and resource, developed power and torque in a downhole screw motor due to the low strength of the stator housing and the destruction of the elastomer plate during bending and torsion of the housing.
Недостатки известного статора для забойного двигателя объясняются низкой прочностью корпуса, а также нарушением герметичности корпуса в местах крепления стенки трубчатой оболочки и полого корпуса (точечной электронной дуговой сваркой) при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, что не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны.The disadvantages of the known stator for the downhole motor are explained by the low strength of the body, as well as the violation of the tightness of the body at the points of attachment of the wall of the tubular shell and the hollow body (spot electronically arc welding) when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, which does not provide significant advantages, for example, maximum rate of set of curvature.
Низкая прочность статора, а также нарушение его герметичности объясняются низкой усталостной выносливостью и разрушением мест точечной сварки стенки трубчатой оболочки и полого корпуса вследствие изгибов и крутильных колебаний, действующих на корпус при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических и гидромеханических ясов, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб, с ударными нагрузками и ударными импульсами от ясов, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для забойного двигателя.The low strength of the stator, as well as the violation of its tightness, is explained by low fatigue endurance and the destruction of the spots of spot welding of the wall of the tubular shell and the hollow body due to bends and torsional vibrations acting on the body when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling using drill pipes in the string hydraulic and hydromechanical jars, with rotation (from the drill rotor) of a curved drill pipe string, with shock loads and shock impulses from the jars, and akzhe due to relaxation of tensile stresses in the bent drill string, in which is mounted a stator for a downhole motor.
Известна секция статора винтовой героторной гидравлической машины, содержащая полый корпус, трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями, которая расположена внутри полого корпуса, внутреннюю обкладку из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями, а также наружную обкладку из эластомера, которая расположена между внутренней поверхностью полого корпуса и наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки и скреплена с внутренней поверхностью полого корпуса и наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки, при этом толщина обкладки из эластомера на боковых сторонах зубьев выполнена асимметричной, а число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев трубчатой оболочки [US 7083401 В2, Aug.1, 2006].A known section of the stator of a screw hydraulic gyratory hydraulic machine, comprising a hollow body, a tubular shell with internal and external helical teeth, which is located inside the hollow body, an inner lining of elastomer, which is located inside the tubular shell and fastened with its internal helical teeth, and also the outer lining of an elastomer that is located between the inner surface of the hollow body and the outer helical teeth of the tubular shell and is bonded to the inner surface of the hollow body and external helical teeth of the tubular shell, while the thickness of the lining of the elastomer on the sides of the teeth is asymmetric, and the number of teeth of the rotor is one less than the number of teeth of the tubular shell [US 7083401 B2, Aug.1, 2006].
Недостатки известной конструкции объясняются неполным использованием возможности повышения надежности и ресурса, а также энергетических характеристик героторной винтовой гидравлической машины, развиваемой мощности и крутящего момента в двигателе.The disadvantages of the known design are explained by the incomplete use of the possibility of increasing the reliability and resource, as well as the energy characteristics of the gerotor screw hydraulic machine, the developed power and torque in the engine.
Известный статор, при использовании его в винтовом забойном двигателе, не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны, вследствие разрушения корпуса при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических и гидромеханических ясов, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб, с ударными нагрузками и ударными импульсами от ясов, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для двигателя.The well-known stator, when used in a downhole screw motor, does not provide significant advantages, for example, the maximum rate of set of curvature, due to the destruction of the body when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, using hydraulic and hydromechanical jars in the drill pipe string, with rotation ( from the rotor of the drill pipe) of a curved drill pipe string, with shock loads and shock pulses from jars, as well as due to relaxation of tensile stresses in of the drill string, wherein the motor stator is mounted.
Другим недостатком известной конструкции является неполное использование возможности снижения темпа падения частоты вращения ротора винтового забойного двигателя со шпинделем и долотом при увеличении осевой нагрузки на долото в режиме максимальной мощности при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.Another disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of reducing the rate of decrease in the rotational speed of the rotor of a downhole screw motor with a spindle and a bit when increasing the axial load on the bit in maximum power mode when drilling directional and horizontal wells.
Недостатки известной секции статора винтовой героторной гидравлической машины объясняются воздействием поперечных (перекашивающих) моментов и крутильных колебаний на края наружной и внутренней обкладок из эластомера, которые работают в напряженных условиях, а также объясняются невозможностью повышения предела прочности и усталостной выносливости эластомера для внутренней обкладки 512 и наружной обкладки 515, показано на фиг.5, например, на основе бутадиен-нитрильных каучуков Ultra-Flex 114.The disadvantages of the known stator section of a screw gyratory hydraulic machine are explained by the effect of transverse (skewing) moments and torsional vibrations on the edges of the outer and inner elastomer plates, which operate under stressful conditions, and are also explained by the impossibility of increasing the strength and fatigue endurance of the elastomer for the inner lining 512 and the outer plates 515, shown in FIG. 5, for example, based on Ultra-Flex 114 nitrile butadiene rubbers.
Известен статор винтовой героторной гидромашины, содержащий полый корпус, установленную в нем статорную гильзу, образующую с полым корпусом изолированную от внешней среды кольцевую полость, в статорной гильзе закреплена обкладка с винтовыми зубьями, выполненная из упругоэластичного материала, например из резины, полый корпус выполнен составным из статорной секции и, по меньшей мере, из двух трубчатых секций, соединенных со статорной гильзой, при этом статорная гильза выполнена в виде трубчатой оболочки с наружными и внутренними винтовыми зубьями, скрепленной каждым краем, например торцом, с двумя краями, например с торцами статорной и трубчатой секции полого корпуса, при помощи кольцевого сварного шва, упругоэластичная обкладка выполнена с наружной винтовой поверхностью и скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, толщина Δвыс упругоэластичной обкладки вдоль выступов винтовых зубьев и толщина Δвп упругоэластичной обкладки вдоль впадин винтовых зубьев связаны соотношением: Δвыс=(1,05...1,35)Δвп, а толщина Δто трубчатой оболочки составляет (0,41...0,61)h, где h - радиальная высота винтовых зубьев в обкладке из упругоэластичного материала, при этом кольцевая полость между наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки и статорной секцией полого корпуса заполнена твердым и (или) упругоэластичным материалом, и (или) жидкостью, и (или) газом [RU 2283442 С1, 2006.09.10].A stator of a screw gerotor hydraulic machine is known, comprising a hollow body, a stator sleeve installed therein, forming an annular cavity isolated from the external environment with a hollow body, a lining with helical teeth made of an elastic material, for example rubber, is fixed in the stator sleeve, the hollow body is made of composite the stator section and at least two tubular sections connected to the stator sleeve, while the stator sleeve is made in the form of a tubular shell with external and internal screws E teeth bonded each edge, such end, with two edges, for example with the ends of the stator and the tubular section of the hollow body by means of an annular weld elastic lining is formed with an outer screw surface and bonded to the inner helical teeth of the tubular sheath, the thickness Δ height elastic the plates along the protrusions of the helical teeth and the thickness Δ VP of the elastically elastic plates along the hollows of the helical teeth are related by the ratio: Δ height = (1.05 ... 1.35) Δ VP , and the thickness Δ of the tubular shell is (0.41 ... 0 , 61) h, where h is the radial height of the helical teeth in the lining of the elastic material, while the annular cavity between the external helical teeth of the tubular shell and the stator section of the hollow body is filled with solid and (or) elastic material, and (or) liquid, and (or) gas [RU 2283442 C1, 2006.09.10].
Недостатки известного статора для винтового забойного двигателя объясняются нарушением прочности и/или герметичности корпуса (в местах крепления кольцевыми сварными швами стенки трубчатой оболочки и полого корпуса) при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, что не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических и гидромеханических ясов, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб, с ударными нагрузками и ударными импульсами от ясов, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для двигателя.The disadvantages of the known stator for a downhole motor are due to a violation of the strength and / or tightness of the body (at the points of attachment of the walls of the tubular shell and hollow body with ring welds) when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, which does not provide significant advantages, for example, the maximum set rate curvature, using hydraulic and hydromechanical jars in the drill string, with rotation (from the drill rotor) of the curved drill string ub, with shock loads and shock pulses from the jars, as well as due to relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string in which a stator for the engine is installed.
Диапазон используемых в России винтовых забойных двигателей составляет, например, от двигателя Д-55 до двигателя Д-240, а диапазон момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности составляет от 0,2...0,34 до 10...14 кН.м. При этом максимальный перепад давления (межвитковый, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности, например, на зубьях двигателя ДР-95 составляет 9...14 МПа [Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, 9/2003, с.8].The range of downhole screw motors used in Russia is, for example, from the D-55 engine to the D-240 engine, and the range of torque on the output shaft in maximum power mode is from 0.2 ... 0.34 to 10 ... 14 kN. m. In this case, the maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in the maximum power mode, for example, on the teeth of the DR-95 engine is 9 ... 14 MPa [Construction of oil and gas wells on land and at sea, 9/2003, p.8].
Наиболее близким к заявляемой конструкции является композитный статор для винтового забойного двигателя, содержащий полый корпус, установленную в нем статорную гильзу с внутренними винтовыми зубьями, а также закрепленную в статорной гильзе обкладку с внутренними винтовыми зубьями, выполненную из эластомера, при этом между внутренней поверхностью полого корпуса 14 и впадинами наружных винтовых зубьев статорной гильзы 16 размещены винтовые демпферы 18 из эластомера [US 5171138 A, Dec.15, 1992].Closest to the claimed design is a composite stator for a downhole motor comprising a hollow body, a stator sleeve with internal helical teeth installed therein, and a lining with internal helical teeth fixed in the stator sleeve made of elastomer, while between the inner surface of the hollow body 14 and hollows of the external helical teeth of the
В известной конструкции статорная гильза 16 выполнена в виде штампованной металлической трубчатой оболочки с внутренними и наружными винтовыми многозаходными зубьями (или с внутренней и наружной поверхностью, выполненной в форме геликоида), а закреплена в полом корпусе 14 может быть без сварки, например, методом заливки и вулканизации винтовых демпферов 18 из резины между внутренней поверхностью полого корпуса 14 и впадинами наружных винтовых зубьев статорной гильзы 16.In the known construction, the
Одним из существенных факторов, определяющих нагрузки в обкладке 24 и в винтовых демпферах 18 из эластомера, оказывающих влияние на стойкость и эффективность работы долота, является возможность воспринимать реактивные крутящие моменты от вращающейся роторной компоновки бурильной колонны обкладкой и винтовыми демпферами из эластомера, а также интенсивные поперечные колебания, обусловленные отличиями конструкции винтовых забойных двигателей от других типов забойных двигателей, например турбобуров.One of the significant factors determining the loads in the
Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышении надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в винтовом забойном двигателе за счет передачи большего момента силы на роторном валу двигателя, а также демпфирования крутильных и поперечных колебаний трубчатой оболочки с внутренней обкладкой из эластомера в полом корпусе двигателя.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing reliability and resource, developed power and torque in a downhole motor due to the transfer of a larger moment of force on the rotor shaft of the engine, as well as damping torsional and transverse vibrations of the tubular shell with an inner lining of elastomer in the hollow engine casing .
Другим недостатком известной конструкции является неполное использование возможности снижения темпа падения частоты вращения ротора забойного двигателя со шпинделем и долотом при увеличении осевой нагрузки на долото в режиме максимальной мощности при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.Another disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of reducing the rate of decrease in the rotational speed of the rotor of the downhole motor with spindle and bit when increasing the axial load on the bit in maximum power mode when drilling directional and horizontal wells.
Недостатки известной конструкции объясняются невозможностью повышения предела прочности и усталостной выносливости эластомеров для обкладки 24 и винтовых демпферов 18, например, из резины ИРП-1226-5 на основе бутадиен-нитрильных каучуков (Россия) или Ultra-Flex 114 (USA), a также предела адгезионной прочности крепления винтовых демпферов 18 из эластомера с трубчатой оболочкой 16 и внутренней поверхностью полого корпуса (остова) 14, а также из-за разрушения винтовых демпферов 18 при изгибах и кручении корпуса, по существу, при осевой нагрузке на долото и ударных воздействиях от ясов в составе изогнутой колонны бурильных труб при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении.The disadvantages of the known design are explained by the impossibility of increasing the tensile strength and fatigue endurance of elastomers for lining 24 and screw dampers 18, for example, from rubber IRP-1226-5 based on nitrile butadiene rubbers (Russia) or Ultra-Flex 114 (USA), as well as the limit the adhesive strength of the screw screw dampers 18 made of elastomer with a
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в двигателе, а также допустимой осевой нагрузки на долото за счет передачи большего момента силы на роторном валу двигателя или насоса при повышении максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности, а также демпфирования крутильных и поперечных колебаний трубчатой оболочки с внутренней обкладкой из эластомера в полом корпусе двигателя роликами, которые установлены по краям трубчатой оболочки между впадинами наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и внутренней поверхностью полого корпуса, скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса, а каждый ролик контактирует с впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и разделяет край винтового демпфера пополам.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability and resource, the developed power and torque in the engine, as well as the permissible axial load on the bit due to the transfer of a greater moment of force on the rotor shaft of the engine or pump with increasing maximum pressure drop (inter-turn , on the teeth of the stator) in the maximum power mode, as well as damping torsional and lateral vibrations of the tubular shell with an inner lining of elastomer in the hollow engine housing The cams that are installed along the edges of the tubular shell between the hollows of the outer helical teeth of the tubular shell and the inner surface of the hollow body are fastened to the inner surface of the hollow body, and each roller is in contact with the hollow of the outer helical teeth of the tubular shell and divides the edge of the screw damper in half.
Другой технической задачей является снижение темпа падения частоты вращения ротора забойного двигателя со шпинделем и долотом при увеличении крутящего момента на долоте за счет максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях обкладки статора) в режиме максимальной мощности.Another technical task is to reduce the rate of decrease in the rotational speed of the rotor of a downhole motor with a spindle and a bit with an increase in torque on the bit due to the maximum pressure drop (inter-turn, on the teeth of the stator lining) at maximum power.
Сущность технического решения заключается в том, что в статоре винтовой героторной гидравлической машины, содержащем полый корпус, трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями, которая расположена внутри полого корпуса и контактирует наружными винтовыми зубьями с внутренней поверхностью полого корпуса, обкладку из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями, а также винтовые демпферы из эластомера, которые расположены во впадинах наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса и впадинами наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, согласно изобретению между внутренней поверхностью полого корпуса и впадинами наружных винтовых зубьев по краям трубчатой оболочки установлены ролики, которые скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса, например, способом сварки, при этом каждый ролик контактирует с впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и разделяет край винтового демпфера пополам, длина каждого ролика равна, по меньшей мере, шагу винтовых зубьев трубчатой оболочки, а число роликов с каждого края трубчатой оболочки равно числу наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки.The essence of the technical solution lies in the fact that in the stator of a screw gyratory hydraulic machine containing a hollow body, a tubular shell with internal and external helical teeth, which is located inside the hollow body and contacts the external helical teeth with the inner surface of the hollow body, an elastomer lining, which is located inside the tubular shell and fastened with its internal helical teeth, as well as screw dampers made of elastomer, which are located in the hollows of the external helical teeth of the tubular shell and fastened to the inner surface of the hollow body and the hollows of the outer helical teeth of the tubular shell, according to the invention, between the inner surface of the hollow body and the hollows of the external helical teeth along the edges of the tubular shell are rollers that are fastened to the inner surface of the hollow body, for example, by welding this, each roller is in contact with the cavity of the outer helical teeth of the tubular shell and divides the edge of the screw damper in half, the length of each roller is equal to necks least step helical teeth of the tubular shell, and the number of rollers at each end of the tubular sheath is equal to the number of outer helical teeth of the tubular shell.
Максимальная толщина обкладки из эластомера, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, вдоль впадин винтовых зубьев, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты внутренних винтовых зубьев обкладки из эластомера.The maximum thickness of the elastomer plate that is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell along the hollows of the helical teeth located at the maximum radial distance is equal to half the height of the internal helical teeth of the elastomer plate.
Твердость обкладки из эластомера, например из резины, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, составляет 68...73 ед. Шор А, при этом твердость винтовых демпферов из эластомера, каждый из которых скреплен с впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, роликами и внутренней поверхностью полого корпуса, составляет 1,314...1,618 от твердости обкладки из эластомера, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки.The hardness of the lining of elastomer, for example of rubber, which is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell, is 68 ... 73 units. Shore A, the hardness of screw dampers made of elastomer, each of which is bonded to the hollow of the outer helical teeth of the tubular shell, by the rollers and the inner surface of the hollow body, is 1.314 ... 1.618 of the hardness of the lining of the elastomer, which is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell .
Анализ причин уменьшения надежности и ресурса винтовых забойных двигателей показывает, что основной причиной дефектов (отказа) является отслоение эластомера и разрушение зуба статора. Первый дефект обусловлен плохим качеством приклейки и является, в большинстве случаев, производственным.An analysis of the reasons for the decrease in the reliability and service life of downhole screw motors shows that the main cause of defects (failure) is the detachment of the elastomer and the destruction of the stator tooth. The first defect is due to the poor quality of gluing and is, in most cases, industrial.
При этом в известной конструкции статора первый и второй дефекты является следствием циклического нагружения эластомера и трубчатой оболочки и зависят от режимов и условий эксплуатации. Развитию этих дефектов способствуют высокие рабочие перепады давления, внутреннее выделение тепла в материале обкладки статора, торможение рабочей пары при работе, высокий натяг в рабочей паре. Увеличение длины секции рабочих пар позволяет значительно снизить уровень контактных нагрузок в зацеплении рабочей пары и предотвратить преждевременное разрушение эластомерной обкладки статора. Одновременно повышаются энергетические характеристики двигателя, надежность и ресурс. Однако увеличение длины рабочих пар ротор - статор ухудшает "проходимость" компоновки низа бурильной колонны при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении.Moreover, in the known stator design, the first and second defects are the result of cyclic loading of the elastomer and the tubular shell and depend on the operating conditions and conditions. The development of these defects is facilitated by high working pressure drops, internal heat generation in the stator lining material, braking of the working pair during operation, high interference in the working pair. The increase in the length of the section of the working pairs can significantly reduce the level of contact loads in the engagement of the working pair and prevent premature destruction of the elastomeric lining of the stator. At the same time, the energy characteristics of the engine, reliability and resource are increased. However, an increase in the length of the rotor – stator working pairs worsens the “passability” of the bottom hole assembly when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling.
В заявляемой конструкции за счет того, что между внутренней поверхностью полого корпуса и впадинами наружных винтовых зубьев по краям трубчатой оболочки установлены ролики, которые скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса, например, способом сварки, при этом каждый ролик контактирует с впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и разделяет край винтового демпфера пополам, длина каждого ролика равна, по меньшей мере, шагу винтовых зубьев трубчатой оболочки, а число роликов с каждого края трубчатой оболочки равно числу наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, обеспечивается повышение надежности и ресурса, развиваемой мощности и крутящего момента в двигателе за счет передачи большего момента силы на выходном валу двигателя, а также демпфирования крутильных и поперечных колебаний трубчатой оболочки с обкладкой из эластомера в полом корпусе двигателя роликами, которые скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса.In the claimed design, due to the fact that between the inner surface of the hollow body and the hollows of the external helical teeth along the edges of the tubular shell, rollers are mounted that are fastened to the inner surface of the hollow body, for example, by a welding method, with each roller in contact with the hollow of the external helical teeth of the tubular shell and divides the edge of the screw damper in half, the length of each roller is equal to at least the pitch of the helical teeth of the tubular shell, and the number of rollers from each edge of the tubular shell is equal to the outer helical teeth of the tubular shell, provides increased reliability and resource, developed power and torque in the engine due to the transfer of a greater moment of force on the output shaft of the engine, as well as damping of torsional and lateral vibrations of the tubular shell with an elastomer lining in the hollow engine housing by rollers, which are bonded to the inner surface of the hollow body.
При использовании заявляемой конструкции в забойном двигателе снижаются гидромеханические потери за счет равномерного натяга во всех фазах контакта зубьев обкладки и ротора, улучшения уплотнения по контактным линиям в зоне полюсов зацепления и снижения контактных нагрузок в зоне максимальных скоростей скольжения.When using the inventive design in a downhole motor, hydromechanical losses are reduced due to uniform interference in all phases of contact between the teeth of the plate and the rotor, improved compaction along the contact lines in the area of the poles of engagement and reduced contact loads in the zone of maximum sliding speeds.
При этом повышается надежность и ресурс, мощность, момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимая осевая нагрузка, а также обеспечивается снижение темпа падения частоты вращения ротора забойного двигателя со шпинделем и долотом при увеличении крутящего момента на долоте за счет повышения усталостной выносливости эластомерной обкладки и обеспечения максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности.At the same time, reliability and resource, power, moment of force on the output shaft in maximum power mode and permissible axial load are increased, and the rate of decrease in the rotational speed of the rotor of the downhole motor with spindle and bit is increased while increasing torque on the bit due to increased fatigue resistance of elastomeric lining and ensure maximum pressure drop (interturn, on the stator teeth) in maximum power mode.
Надежность заявляемого статора для винтового героторного гидравлического двигателя обеспечивается за счет передачи большего момента силы на выходном валу двигателя, а также демпфирования и менее напряженных условий работы внутренней обкладки из эластомера, например из резины ИРП 1226-5: при наличии в рабочей паре между ротором и внутренней обкладкой из эластомера трубчатой оболочки необходимого натяга контактное давление составляет 2,2...2,8 МПа, скорость скольжения составляет 0,5...2,3 м/с, при этом гидростатическое давление может достигать 50 МПа, а момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности может достигать 14...18 кН.м (для двигателя максимального типоразмера диаметром 240 мм).The reliability of the inventive stator for a screw gerotor hydraulic motor is ensured by transmitting a greater moment of force on the output shaft of the engine, as well as damping and less stressful working conditions of the inner lining of elastomer, for example, rubber IRP 1226-5: if there is a working pair between the rotor and the inner the lining of the tubular shell elastomer of the necessary interference, the contact pressure is 2.2 ... 2.8 MPa, the sliding speed is 0.5 ... 2.3 m / s, while the hydrostatic pressure can reach 50 MPa, and the moment of force on the output shaft in the maximum power mode can reach 14 ... 18 kN . m (for the engine of the maximum standard size with a diameter of 240 mm).
Это объясняется тем, что винтовые поверхности в зонах контакта каждого ролика с соответствующей впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки в поперечном сечении выполнены с одним знаком кривизны, а передача большего момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности через ролики, которые скреплены с внутренней поверхностью полого корпуса, осуществляется путем тангенциального заклинивания роликов впадинами зубьев по краям трубчатой оболочки, в пределах упругой деформации обкладки, демпферов и трубчатой оболочки.This is because the screw surfaces in the contact areas of each roller with the corresponding hollow of the outer helical teeth of the tubular shell in cross section are made with one sign of curvature, and the transmission of a larger moment of force on the output shaft in maximum power mode through rollers that are attached to the inner surface of the hollow housing, carried out by tangential jamming of the rollers with tooth cavities along the edges of the tubular shell, within the elastic deformation of the lining, dampers and tubular shell.
За счет того, что максимальная толщина обкладки из эластомера, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, вдоль впадин винтовых зубьев, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты внутренних винтовых зубьев обкладки из эластомера, улучшается отвод внутреннего тепла из обкладки, расположенной внутри трубчатой оболочки, через трубчатую оболочку, винтовые ролики и полый корпус к потоку бурового раствора затрубного пространства, который направлен от забоя (от долота) к устью скважины, обеспечивается максимальный перепад давления (межвитковый, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности, а также повышается усталостная выносливость эластомерной обкладки.Due to the fact that the maximum thickness of the lining of the elastomer, which is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell, along the hollows of the helical teeth located at the maximum radial distance, is equal to half the height of the internal helical teeth of the lining of the elastomer, improves the removal of internal heat from the lining located inside tubular shell, through the tubular shell, screw rollers and a hollow body to the flow of drilling fluid annulus, which is directed from the bottom (from the bit) to the wellhead Is provided by the maximum differential pressure (interturn, stator teeth) to the maximum power level and increases the fatigue endurance of the elastomeric sheath.
За счет того, что твердость обкладки из эластомера, например из резины, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, составляет 68...73 ед. Шор А, при этом твердость винтовых демпферов из эластомера, каждый из которых скреплен с впадиной наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, роликами и внутренней поверхностью полого корпуса, составляет 1,314...1,618 от твердости обкладки из эластомера, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями трубчатой оболочки, обеспечивается повышенная усталостная выносливость, повышенная стойкость: абразивная и в среде нефтепродуктов, а также высокая упругость, эластичность и надежность уплотнения рабочей пары ротор-обкладка статора в режиме максимальной мощности.Due to the fact that the hardness of the lining from an elastomer, for example, from rubber, which is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell, is 68 ... 73 units. Shore A, the hardness of screw dampers made of elastomer, each of which is bonded to the hollow of the outer helical teeth of the tubular shell, by the rollers and the inner surface of the hollow body, is 1.314 ... 1.618 of the hardness of the lining of the elastomer, which is bonded to the internal helical teeth of the tubular shell provides increased fatigue endurance, increased durability: abrasive and in the environment of petroleum products, as well as high elasticity, elasticity and reliability of the sealing of the working pair of the rotor-lining of the stator in the mode maximum power.
Ниже представлен лучший вариант конструкции статора винтового героторного гидравлического (забойного) двигателя для бурения нефтяных скважин.Below is the best version of the design of the stator of a screw gerotor hydraulic (downhole) engine for drilling oil wells.
На фиг.1 показан продольный разрез статора винтового героторного двигателя, условно показан ротор внутри обкладки из эластомера.Figure 1 shows a longitudinal section of the stator of a screw gerotor engine, the rotor inside the lining of elastomer is conventionally shown.
На фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1 поперек статора и ротора героторного двигателя на краю трубчатой оболочки, отношение чисел зубьев ротор-обкладка равно 5/6, второй край аналогичен разрезу А-А.Figure 2 shows a section aa in figure 1 across the stator and rotor of the gerotor motor at the edge of the tubular shell, the ratio of the number of teeth of the rotor lining is 5/6, the second edge is similar to section aa.
На фиг.3 показан разрез Б-Б на фиг.1 поперек средней части статора и ротора героторного двигателя.In Fig.3 shows a section bB in Fig.1 across the middle part of the stator and the rotor of the gyratory motor.
Статор винтового героторного гидравлического двигателя для вращения ротора от насосной подачи жидкости содержит полый корпус 1, трубчатую оболочку 2 с внутренними винтовыми зубьями 3 и наружными винтовыми зубьями 4, которая расположена внутри полого корпуса 1 и контактирует наружными винтовыми зубьями 4 с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, обкладку 6 из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3, а также винтовые демпферы 7 из эластомера, которые расположены во впадинах 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 и скреплены с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1 и впадинами 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2, показано на фиг.1, 2, 3.The stator of a screw gyratory hydraulic motor for rotating the rotor from the pump fluid supply comprises a hollow body 1, a tubular shell 2 with internal
Между внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1 и впадинами 8 наружных винтовых зубьев 4 по краям 9 и 10 трубчатой оболочки 2 установлены ролики 11 и, соответственно, 12, которые скреплены с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, например, способом сварки, при этом каждый ролик 11, 12 контактирует с впадиной 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 и разделяет край 13 и, соответственно, 14 винтового демпфера 7 пополам, например, на части 15 и 16, при этом длина 17 каждого ролика 11, 12 равна, по меньшей мере, шагу 18 винтовых (многозаходных) зубьев 4 трубчатой оболочки 2, а число роликов 11 и 12 с каждого края 9 и 10 трубчатой оболочки 2 равно числу наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 или числу впадин 8 между наружными винтовыми зубьями 4 трубчатой оболочки 2, показано на фиг.1, 2, 3.Between the
Максимальная толщина 19 обкладки 6 из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3, вдоль впадин 20 обкладки 6 из эластомера, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты 21 внутренних винтовых зубьев 22 обкладки 6 из эластомера, показано на фиг.2, 3.The
Твердость обкладки 6 из эластомера, например из резины ИРП 1226-5, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями 3 трубчатой оболочки 2, составляет 68...73 ед. Шор А.The hardness of the
Твердость винтовых демпферов 7 из эластомера, например из резины ИРП 1226-5, каждый из которых скреплен с впадиной 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2, роликами 11, 12 и внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, составляет 1,314...1,618 от твердости обкладки 6 из эластомера, которая скреплена с внутренними винтовыми зубьями 3 трубчатой оболочки 2.The hardness of
Статор предназначен для винтового забойного двигателя, где поз.23 - ротор, поз.24 - центральная продольная ось ротора 23, поз.25 - центральная продольная ось полого корпуса 1, поз.26 - величина эксцентриситета ротора 23, установленного во внутренних винтовых зубьях 22 обкладки 6 из эластомера, например из резины, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3, а каждая из концевых частей полого корпуса 1 выполнена с внутренней трубной конической резьбой 27, 28, показано на фиг.1, 2, 3.The stator is designed for a downhole screw motor, where pos.23 is the rotor, pos.24 is the central longitudinal axis of the
Кроме того, на фиг.2, 3 показано: поз.29 - многозаходные винтовые камеры между винтовыми зубьями 30 ротора 23 и внутренними винтовыми зубьями 22 обкладки 6 из эластомера; на фиг.1 показано: поз.31 - направление потока бурового раствора.In addition, figure 2, 3 shows: pos.29 - multi-helical chambers between the
Конструкция статора при ее использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток бурового раствора 31 под давлением, например, 25...35 МПа по колонне бурильных труб подается в многозаходные винтовые камеры 29 между винтовыми зубьями 30 ротора 23 и винтовыми зубьями 22 обкладки 6 из эластомера и образует область высокого давления и момент от гидравлических сил, который приводит в планетарно-роторное вращение ротор 23 внутри винтовых зубьев 22 обкладки 6 из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3, показано на фиг.1, 2, 3.The design of the stator when it is used in a downhole screw motor works as follows: the mud flow 31 under pressure, for example, 25 ... 35 MPa, is supplied through the drill pipe string to
Трубчатая оболочка 2 с внутренними винтовыми зубьями 3 и наружными винтовыми зубьями 4, которая расположена внутри полого корпуса 1 и контактирует наружными винтовыми зубьями 4 с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, обкладка 6 из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3, а также винтовые демпферы 7 из эластомера, которые расположены во впадинах 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 и скреплены с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1 и впадинами 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2, подвергаются сложной деформации, изгибу и кручению при планетарно-роторном вращении ротора 23 внутри зубьев 22 обкладки 6 из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки 2 и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями 3.The tubular shell 2 with internal
Многозаходные винтовые камеры 29 между винтовыми зубьями 30 ротора 23 и винтовыми зубьями 22 обкладки 6 из эластомера имеют переменный объем и периодически перемещаются по потоку 31 бурового раствора, который имеет плотность до 1500 кг/м3, содержит до 2% песка и до 5% нефтепродуктов.Multiple
В заявляемой конструкции за счет того, что между внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1 и впадинами 8 наружных винтовых зубьев 4 по краям 9 и 10 трубчатой оболочки 2 установлены ролики 11 и, соответственно, 12, которые скреплены с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, например, способом сварки, при этом каждый ролик 11, 12 контактирует с впадиной 8 наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 и разделяет край 13 и, соответственно, 14 винтового демпфера 7 пополам, например, на части 15 и 16, при этом длина 17 каждого ролика 11, 12 равна, по меньшей мере, шагу 18 винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2, а число роликов 11 и 12 с каждого края 9 и 10 трубчатой оболочки 2 равно числу наружных винтовых зубьев 4 трубчатой оболочки 2 или числу впадин 8 между наружными винтовыми зубьями 4 трубчатой оболочки 2, повышается надежность и ресурс, развиваемая мощность и крутящий момент в двигателе, передаваемый ротором 23, за счет передачи большего момента силы на выходном валу двигателя, а также демпфирования крутильных и поперечных колебаний трубчатой оболочки 2 с обкладкой 6 из эластомера в полом корпусе 1 двигателя роликами 11, 12, которые скреплены с внутренней поверхностью 5 полого корпуса 1, при этом гидростатическое давление может достигать 50 МПа, а момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности может достигать 14...18 кН.м (для двигателя диаметром 240 мм).In the claimed design, due to the fact that between the inner surface 5 of the hollow body 1 and the depressions 8 of the outer helical teeth 4 along the edges 9 and 10 of the tubular shell 2, rollers 11 and, respectively, 12 are mounted that are attached to the inner surface 5 of the hollow body 1, for example , by welding, each roller 11, 12 is in contact with the cavity 8 of the outer helical teeth 4 of the tubular shell 2 and divides the edge 13 and, accordingly, 14 of the screw damper 7 in half, for example, into parts 15 and 16, while the length 17 of each roller 11, 12 is equal to at least step 18 of the helical teeth 4 of the tubular shell 2, and the number of rollers 11 and 12 from each edge 9 and 10 of the tubular shell 2 is equal to the number of external helical teeth 4 of the tubular shell 2 or the number of depressions 8 between the outer helical teeth 4 of the tubular shell 2, the reliability and resource are increased , the developed power and torque in the engine transmitted by the rotor 23, due to the transfer of a greater moment of force on the output shaft of the engine, as well as damping of torsional and lateral vibrations of the tubular shell 2 with the lining 6 of the elastomer in the hollow body 1 of the motor eating the rollers 11, 12, which are fastened to the inner surface 5 of the hollow body 1, while the hydrostatic pressure can reach 50 MPa, and the moment of force on the output shaft in the maximum power mode can reach 14 ... 18 kN . m (for an engine with a diameter of 240 mm).
Изобретение повышает энергетические характеристики, надежность и ресурс винтового забойного двигателя с использованием заявляемого статора, повышает максимальную мощность, момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимую осевую нагрузку, а также снижает темп падения частоты вращения ротора забойного двигателя со шпинделем и долотом при увеличении крутящего момента на долоте.The invention improves the energy characteristics, reliability and service life of a downhole screw motor using the inventive stator, increases the maximum power, the torque on the output shaft in maximum power mode and the permissible axial load, and also reduces the rate of fall of the rotational speed of the downhole motor with spindle and bit when increasing torque on the bit.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134898/03A RU2327025C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Stator of screw-gerotor hydraulic machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134898/03A RU2327025C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Stator of screw-gerotor hydraulic machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134898A RU2006134898A (en) | 2008-04-10 |
| RU2327025C1 true RU2327025C1 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39637427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134898/03A RU2327025C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Stator of screw-gerotor hydraulic machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2327025C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216555U1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-02-14 | Андрей Анатольевич Торсунов | Stator of screw gerotor hydraulic machine |
-
2006
- 2006-10-02 RU RU2006134898/03A patent/RU2327025C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216555U1 (en) * | 2022-11-09 | 2023-02-14 | Андрей Анатольевич Торсунов | Stator of screw gerotor hydraulic machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134898A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2629315C2 (en) | Rotor bearing for downhole drilling motor with moving cavity | |
| RU2318135C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2283442C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| WO2012122321A2 (en) | Bearing / gearing section for a pdm rotor / stator | |
| CN102913165B (en) | Well-drilling downhole turbine-drive while-drilling vibrator | |
| RU2373364C2 (en) | Stator of screw gerotor machine | |
| RU172421U1 (en) | Drill string rotator | |
| RU2362880C1 (en) | Stator of helical gerotor type hydraulic machine | |
| RU2689014C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| GB2525500B (en) | Asymmetric lobes for motors and pumps | |
| RU2327025C1 (en) | Stator of screw-gerotor hydraulic machine | |
| RU2304688C2 (en) | Gerotor fluid drive or pump | |
| RU2285781C1 (en) | Drive shaft to connect screw gerotor hydromachine with spindle | |
| RU2710338C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2652725C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine | |
| RU2361997C1 (en) | Helical stator of gerotor hydraulic machine | |
| RU2388894C1 (en) | Screw gerotor machine | |
| RU2723595C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2283416C1 (en) | Screw gerotor hydromachine stator | |
| RU2300617C2 (en) | Stator for screw gyrator hydromachine | |
| RU2285823C1 (en) | Stator for screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2652724C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine | |
| RU2285822C1 (en) | Screw gerotor hydraulic machine stator | |
| RU2688824C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2745677C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151003 |