RU2407878C1 - Редуктор забойного двигателя - Google Patents
Редуктор забойного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407878C1 RU2407878C1 RU2010103877/03A RU2010103877A RU2407878C1 RU 2407878 C1 RU2407878 C1 RU 2407878C1 RU 2010103877/03 A RU2010103877/03 A RU 2010103877/03A RU 2010103877 A RU2010103877 A RU 2010103877A RU 2407878 C1 RU2407878 C1 RU 2407878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- drive shaft
- teeth
- rows
- gearing
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000000515 tooth Anatomy 0.000 description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/006—Mechanical motion converting means, e.g. reduction gearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H2001/289—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two or more coaxial and identical sets of orbital gears, e.g. for distributing torque between the coaxial sets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для бурения нефтяных и газовых скважин. Техническая задача - повышение нагрузочной способности и долговечности при максимальной производительности долот режущего типа. Редуктор забойного двигателя с косозубой зубчатой планетарной передачей содержит ведущий вал с зубчатыми венцами с правым и левым направлениями наклона зубьев, сателлиты и коронные колеса с правым и левым направлениями наклона зубьев, зубчатые венцы ведущего вала, сателлитов и коронных колес образуют ряды зацепления, охватываемые одним водилом. Зубчатая планетарная передача выполнена с четырьмя или более рядами зацепления, при этом зубчатые венцы ведущего вала с правым направлением наклона зубьев расположены в одной группе, а зубчатые венцы ведущего вала с левым направлением наклона зубьев расположены в другой группе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к техническим средствам, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к исполнению редуктора забойного двигателя, применяемого для вращения буровых долот.
Известен редуктор забойного двигателя (Заявка 93001339/03, 11.01.1993, дата публикации 10.10.1995, автор Митюрев Е.А.). Редуктор включает неподвижный корпус, сателлит с зубчатым венцом, установленный с помощью подшипников на подвижной оси водила - эксцентрика и взаимодействующий с зубчатым венцом центрального колеса, а также муфту, например муфту Ольдгема, включающую подвижный элемент между двумя полумуфтами, одна из которых закреплена на сателлите. Вторая полумуфта закреплена на неподвижном корпусе редуктора.
Попытки применения редукторов, выполненных по такой схеме, показывали низкую нагрузочную способность и, как следствие, низкую долговечность, из-за высокой частоты вращения подшипника сателлита при высоких радиальных нагрузках на него.
Известен редуктор забойного двигателя (см. патент РФ №943385, авт. Натаров А.П., Деркач Н.Д., Крутик Э.Н., Чудаков Г.Ф.). Редуктор выполнен с шевронным зубчатым зацеплением, имеет ведущий вал с двумя зубчатыми венцами-полушевронами с правым и левым направлениями зуба, сателлиты с двумя ответными зубчатыми венцами-полушевронами, раздельные коронные колеса с правым и левым направлениями зуба. Ведущий вал и сателлиты в этом редукторе имеют возможность самоустановки по зубчатому зацеплению под действием нагрузки, что способствует равномерному распределению нагрузки между полушевронами зацепления.
Недостатком редуктора забойного двигателя являлась ограниченная нагрузочная способность подшипников сателлитов. Также при повышенных нагрузках редуктора происходил слом цапф осей сателлитов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является редуктор забойного двигателя (см. статью «Повышение прочности редуктора турбобура», Авт. Г.Ф. Чудаков, Н.Ю. Мялицин, В.Г. Мингараев, Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море, №1, 2007, рис.1 и рис.5) с двухрядным косозубым зубчатым зацеплением, который принят за прототип. Редуктор имеет ведущий вал с двумя зубчатыми венцами, один из которых выполнен с правым направлением, а другой - с левым направлением зуба. Сателлиты выполнены отдельно по каждому ряду зацепления, что дало возможность удвоить количество подшипников сателлитов и снизить нагрузку на цапфы осей сателлитов. Сателлиты и коронные колеса выполнены с правым и левым направлениями зуба в соответствии с ответными зубьями зацепления. Ведущий вал имеет возможность самоустановки по зубчатому зацеплению под нагрузкой, что способствует равномерному распределению нагрузки между рядами зацепления. Такие редукторы широко применяются в турбобурах и дают хорошие результаты по нагрузочной способности и эксплуатационным показателям.
Однако с развитием технологии бурения и совершенствованием конструкций долот нагрузочная способность этих редукторов становится недостаточной. Современные высокопроизводительные долота режущего типа, оснащенные алмазными пластинами PDC, при бурении требуют высокого крутящего момента. Режимы бурения такими долотами обуславливают значительное повышение нагрузки в редукторе забойного двигателя. Ограниченная нагрузочная способность редуктора не позволяет полностью использовать производительность этих долот, что ведет к сдерживанию роста показателей бурения.
Технической задачей настоящего изобретения является создание редуктора забойного двигателя с высокой нагрузочной способностью, обладающего высокой долговечностью при максимальной производительности долот режущего типа.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном редукторе забойного двигателя с косозубой зубчатой планетарной передачей, имеющей ведущий вал с зубчатыми венцами с правым и левым направлениями наклона зубьев, сателлиты и коронные колеса с правым и левым направлениями наклона зубьев, у которой зубчатые венцы ведущего вала, сателлитов и коронных колес образуют ряды зацепления, охватываемые одним водилом, согласно изобретению зубчатая планетарная передача выполнена с четырьмя или более рядами зацепления, при этом зубчатые венцы ведущего вала с правым направлением наклона зубьев расположены в одной группе, а зубчатые венцы ведущего вала с левым направлением наклона зубьев расположены в другой группе.
Кроме того, в редукторе забойного двигателя, с косозубой зубчатой планетарной передачей согласно изобретению, количество рядов зацепления планетарной передачи является четным.
В предлагаемом техническом решении, в отличие от прототипа, зубчатая планетарная передача выполнена с четырьмя или более рядами зацепления, что позволяет кратно повысить нагрузочную способность редуктора забойного двигателя. Равномерность распределения нагрузки между рядами зубчатого зацепления обеспечивается за счет объединения зубчатых венцов правого и левого направлений в группы так, что венцы ведущего вала с правым направлением наклона зубьев расположены в одной группе, а венцы ведущего вала с левым направлением наклона зубьев расположены в другой группе. При многорядном зубчатом зацеплении это дает возможность самоустановки ведущего вала планетарной передачи за счет осевого перемещения по зубьям под действием нагрузки и способствует равномерному распределению нагрузки между рядами зубчатого зацепления.
Оптимальное количество рядов зацепления планетарной передачи является четным, что обеспечивает симметричное расположение рядов зубчатого зацепления и способствует выравниванию нагрузки между ними.
Равномерное распределение нагрузки между рядами зубчатого зацепления увеличивает нагрузочную способность и долговечность планетарной передачи, позволяет повышать мощность забойного двигателя и производительность бурения.
Выполнение редуктора забойного двигателя с указанными отличительными признаками, в совокупности с известными, позволит значительно повысить нагрузочную способность редуктора и, в конечном итоге, получить высокоэффективный забойный привод для бурения различных интервалов скважины современными высокопроизводительными долотами.
На чертеже показан пример исполнения редуктора забойного двигателя согласно изобретению.
Редуктор имеет четыре ряда косозубого зубчатого зацепления и содержит ведущий вал 1, с двумя зубчатыми венцами 2 правого направления наклона зубьев и двумя зубчатыми венцами 3 левого направления наклона зубьев, сателлиты с левым 4 и правым 5 направлениями наклона зубьев, коронные колеса с левым 6 и правым 7 направлениями наклона зубьев, оси сателлитов 8, подшипники 9 сателлитов, водило 10 с выходной муфтой 11, подшипники 12 водила. Зубчатые венцы 2 и 3 ведущего вала 1 входят в зацепление с сателлитами 4 и 5, которые входят в зацепление с коронными колесами 6 и 7.
Редуктор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 1 от привода (не показано) забойного двигателя через зубчатые венцы 2 и 3 движение передается на сателлиты 4 и 5, которые входят в зацепление с неподвижными коронными колесами 6 и 7. С сателлитов 4 и 5 через оси 8 и подшипники 9 движение передается на общее для всех рядов водило 10. Водило 10 охватывает сателлиты 4 и 5 всех рядов зацепления и вращается вместе с ними вокруг оси планетарной передачи. С муфты 11 водила 10 движение передается на выходной вал (не показано) забойного двигателя, далее на буровое долото (не показано). Водило 10 при вращении центрируется подшипниками 12.
В качестве привода (не показано) забойного двигателя с редуктором может использоваться гидравлический или электрический двигатель.
Расположение зубчатых венцов 2 с правым направлением наклона зубьев в одной группе, а венцов 3 с левым направлением наклона зубьев в другой группе дает возможность самоустановки ведущего вала 1 за счет осевого перемещения под нагрузкой. Если в какой-то момент нагрузка на зубчатых венцах 2 становится больше чем на венцах 3, то и осевая составляющая нагрузки на зубчатых венцах 2 также становится больше, чем на венцах 3. Так как ведущий вал 1 опирается на зубчатые венцы 2 и 3, разность осевой нагрузки вызовет осевое перемещение вала 1 до выравнивания осевых составляющих нагрузки по рядам зубчатого зацепления, т.е. суммарная осевая сила на ведущем валу 1 будет стремиться к нулю. При нулевой суммарной осевой силе осевые составляющие сил в зацеплении по рядам равны между собой. При равных по величине, но противоположных по направлению углах наклона зубьев, и равных осевых составляющих тангенциальные и радиальные составляющие нагрузки в зубчатом зацеплении также равны между собой.
Оптимальное количество рядов зацепления планетарной передачи является четным, что обеспечивает симметричное расположение рядов зубчатого зацепления с противоположным наклоном зубьев. Симметричное расположение рядов позволяет выравнивать распределение нагрузки между ними. Равномерное распределение нагрузки между рядами зубчатого зацепления увеличивает суммарную нагрузочную способность и долговечность планетарной передачи, позволяет повысить передаваемую долоту мощность.
Применение настоящего изобретения позволяет повысить мощность забойного двигателя, обеспечить высокий крутящий момент и производительные режимы бурения за счет применения современных долот режущего типа, оснащенных алмазными пластинами PDC.
Claims (2)
1. Редуктор забойного двигателя с косозубой зубчатой планетарной передачей, имеющей ведущий вал с зубчатыми венцами с правым и левым направлениями наклона зубьев, сателлиты и коронные колеса с правым и левым направлениями наклона зубьев, у которой зубчатые венцы ведущего вала, сателлитов и коронных колес образуют ряды зацепления, охватываемые одним водилом, отличающийся тем, что зубчатая планетарная передача выполнена с четырьмя или более рядами зацепления, при этом зубчатые венцы ведущего вала с правым направлением наклона зубьев расположены в одной группе, а зубчатые венцы ведущего вала с левым направлением наклона зубьев расположены в другой группе.
2. Редуктор забойного двигателя по п.1, отличающийся тем, что количество рядов зацепления планетарной передачи является четным.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103877/03A RU2407878C1 (ru) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Редуктор забойного двигателя |
PCT/RU2010/000287 WO2011096842A1 (ru) | 2010-02-04 | 2010-06-03 | Редуктор забойного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103877/03A RU2407878C1 (ru) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Редуктор забойного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2407878C1 true RU2407878C1 (ru) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010103877/03A RU2407878C1 (ru) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Редуктор забойного двигателя |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2407878C1 (ru) |
WO (1) | WO2011096842A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456425C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Установка высокомоментного редукторного турбобура |
RU2723807C1 (ru) * | 2019-02-05 | 2020-06-17 | ООО "Новобур" | Редуктор забойного двигателя |
RU2755844C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-09-22 | Глазовский инженерно-экономический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Планетарная передача |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9470042B2 (en) | 2013-11-22 | 2016-10-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Down hole harmonic drive transmission |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU123486A1 (ru) * | 1958-02-12 | 1958-11-30 | С.С. Стражников | Редуктор к забойному двигателю |
DE2829502C2 (de) * | 1978-07-05 | 1982-03-18 | Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen | Getriebe zur Anordnung in einem zwischen zwei koaxialen Rohren liegenden Ringraum |
RU2039184C1 (ru) * | 1992-07-10 | 1995-07-09 | Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Редукторная вставка забойного двигателя |
-
2010
- 2010-02-04 RU RU2010103877/03A patent/RU2407878C1/ru active IP Right Revival
- 2010-06-03 WO PCT/RU2010/000287 patent/WO2011096842A1/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧУДАКОВ Г.Ф. и др. Повышение прочности редуктора турбобура. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №1, 2007, рис.1, 5. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456425C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Установка высокомоментного редукторного турбобура |
RU2723807C1 (ru) * | 2019-02-05 | 2020-06-17 | ООО "Новобур" | Редуктор забойного двигателя |
RU2755844C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-09-22 | Глазовский инженерно-экономический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Планетарная передача |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011096842A1 (ru) | 2011-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8622869B2 (en) | Drive train transmission | |
EP2472132A1 (en) | Planetary bearing structure | |
RU2407878C1 (ru) | Редуктор забойного двигателя | |
US8545358B2 (en) | Gear transmission | |
CN109723773B (zh) | 无级变速器 | |
CA2933999A1 (en) | Planetary gear, wind generator comprising a planetary gear and use of a planetary gear | |
KR101775301B1 (ko) | 플래너터리 기어, 플래너터리 기어를 갖는 풍력 발전기 및 플래너터리 기어의 사용 | |
RU2529943C1 (ru) | Соосный редуктор | |
CN212717869U (zh) | 双圆弧人字齿行星齿轮传动机构 | |
CN210050261U (zh) | 一种紧凑型大功率压裂行星减速器 | |
RU2423634C1 (ru) | Безводильная планетарная передача | |
CN101225738B (zh) | 油田井下转动式机械传动装置 | |
CN209511024U (zh) | 一种齿轮箱及硬岩掘进机 | |
RU108525U1 (ru) | Безводильная планетарная передача | |
CN111503226A (zh) | 一种齿轮箱及硬岩掘进机 | |
CN109915566A (zh) | 一种自升式海洋平台提升齿轮箱 | |
CN109973592A (zh) | 一种紧凑型大功率压裂行星减速器 | |
CN204664308U (zh) | 螺旋锥齿轮减速机 | |
CN214946127U (zh) | 一种新型多种组合方式齿轮变速器 | |
CN201013844Y (zh) | 无行星架行星减速装置 | |
RU72687U1 (ru) | Механизм поворота | |
RU165150U1 (ru) | Планетарный зубчатый редуктор | |
CN216242074U (zh) | 一种掘锚机组运输减速机 | |
CN203627662U (zh) | 混凝土搅拌主机用减速机 | |
KR101281826B1 (ko) | 발전기용 증속기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120205 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190205 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210428 |