RU2669603C1 - Gerotor hydraulic motor - Google Patents
Gerotor hydraulic motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669603C1 RU2669603C1 RU2017129008A RU2017129008A RU2669603C1 RU 2669603 C1 RU2669603 C1 RU 2669603C1 RU 2017129008 A RU2017129008 A RU 2017129008A RU 2017129008 A RU2017129008 A RU 2017129008A RU 2669603 C1 RU2669603 C1 RU 2669603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- section
- spindle section
- spindle
- belt
- Prior art date
Links
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 33
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 31
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 29
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 27
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
Images
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
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине, а именно к героторным гидравлическим двигателям для бурения нефтяных скважин.The invention relates to hydraulic actuators for rotary drilling, placed in the well, namely, gerotor hydraulic motors for drilling oil wells.
Известен гидравлический забойный двигатель с алмазной опорой скольжения, содержащий корпус двигателя с размещенным внутри него ротором, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, а также корпус шпинделя с размещенным внутри него валом, установленным на осевой и радиальных опорах скольжения, вал шпинделя соединен приводным валом с ротором двигателя и скреплен с долотом, при этом часть текучей среды прокачивается через осевую и радиальные опоры скольжения, а осевая опора шпинделя выполнена в виде двух пар роторных и статорных колец с закрепленным в каждом из них кольцевым рядом упорных модулей, статорные кольца скреплены с корпусом шпинделя, роторные кольца скреплены с валом шпинделя, а каждый упорный модуль содержит слой поликристаллических алмазов на торце, обращенном к торцам смежных модулей, и поочередно контактирует с одним или двумя торцами смежных модулей (US 4620601 А, 04.11.1986).A hydraulic downhole motor with a diamond sliding support is known, comprising a motor housing with a rotor located inside it, the rotation of which is carried out by pumping fluid, as well as a spindle housing with a shaft located inside it mounted on axial and radial sliding bearings, the spindle shaft is connected to the drive shaft with the rotor of the engine and fastened with a chisel, while part of the fluid is pumped through the axial and radial bearings of the slide, and the axial support of the spindle is made in the form of two pairs of rotor and stator rings with an annular row of thrust modules fixed in each of them, stator rings are fastened to the spindle body, rotor rings are fastened to the spindle shaft, and each thrust module contains a layer of polycrystalline diamonds at the end facing the ends of adjacent modules and alternately contacts one or two ends of adjacent modules (US 4620601 A, 04/04/1986).
Недостатком известной конструкции является выполнение вала шпинделя без ловильного бурта, а ниппеля - без ловильного пояса, что в случае поломки вала шпинделя исключает возможность подъема с бурильной колонной срезанной части вала шпинделя, скрепленной с долотом, из наклонно направленных и горизонтальных скважин.A disadvantage of the known design is the implementation of the spindle shaft without a fishing collar, and the nipple without a fishing belt, which in case of breakage of the spindle shaft eliminates the possibility of lifting from the drill string the cut part of the spindle shaft, fastened with a bit, from directional and horizontal wells.
Известен винтовой забойный двигатель, содержащий одну или несколько двигательных секций, каждая из которых содержит трубчатый корпус, закрепленную в корпусе обкладку из эластомера с внутренними винтовыми зубьями и установленный внутри обкладки ротор с наружными винтовыми зубьями, а также шпиндельный узел, содержащий корпусные элементы и выходной вал, элементы соединения, соединяющие ротор двигательной секции и выходной вал шпиндельного узла и (или) роторы двигательных секций, переводник, соединяющий корпус двигательной секции и корпус шпиндельного узла и (или) корпусы двигательных секций (RU 2241107 С1, 27.11.2004).A downhole screw motor is known, comprising one or more motor sections, each of which contains a tubular body, an elastomer plate with internal helical teeth fixed to the body, and a rotor with external helical teeth mounted inside the cladding, as well as a spindle assembly containing housing elements and an output shaft , connection elements connecting the rotor of the motor section and the output shaft of the spindle assembly and (or) the rotors of the motor sections, an adapter connecting the housing of the motor section and the body from the spindle unit and (or) the housing of the motor sections (RU 2241107 C1, 11.27.2004).
В известной конструкции переводник выполнен в виде цилиндра и имеет две присоединительные зоны L1 и L2, которые находятся на краях переводника и обеспечивают соединение корпуса двигательной секции с корпусным элементом опорного узла и (или) корпусов двигательных секций, и находящуюся между ними в средней части переводника зону пониженной жесткости на изгиб L, при этом толщина стенок переводника в зоне пониженной жесткости на изгиб L меньше, чем толщина стенок переводника в присоединительных зонах L1 и L2.In a known design, the sub is made in the form of a cylinder and has two connecting zones L1 and L2, which are located on the edges of the sub and provide the connection of the housing of the motor section with the housing element of the support unit and (or) the housing of the motor sections, and the zone located between them in the middle of the sub low bending stiffness L, while the wall thickness of the sub in the zone of low bending stiffness L is less than the wall thickness of the sub in the connecting zones L1 and L2.
В известной конструкции плоскости сечения корпуса шпинделя по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля, а также сечения ниппеля по впадине первого сопряженного витка резьбы корпуса шпинделя расположены вне поперечного сечения нижней радиальной опоры скольжения, что увеличивает расстояние от долота до края рабочей поверхности радиальной опоры скольжения ("вылет" долота).In the known construction, the plane of the cross section of the spindle housing along the depression of the first mating thread of the nipple, as well as the section of the nipple along the depression of the first coupling of the thread of the spindle housing are located outside the cross section of the lower radial sliding support, which increases the distance from the bit to the edge of the working surface of the radial sliding support (" Departure "chisels).
Недостатком известной конструкции является также выполнение вала шпинделя без ловильного бурта, а ниппеля - без ловильного пояса, что исключает возможность подъема с колонной бурильных труб шпинделя с долотом из наклонно направленных и горизонтальных скважин при разрушении резьбового соединения между шпинделем и переводником, не снижает стоимость работ при бурении нефтяных скважин.A disadvantage of the known design is also the execution of the spindle shaft without a fishing collar, and the nipple without a fishing belt, which excludes the possibility of lifting the spindle drill pipe with a drill string from the directional and horizontal wells when the threaded connection between the spindle and the sub is broken, does not reduce the cost of work when oil well drilling.
Недостатком известной конструкции является также неполная возможность повышения точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин, повышения темпа набора параметров кривизны скважин, а также повышения проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны (КНБК) в изогнутой колонне бурильных труб за счет уменьшения длины КНБК при прохождении через радиусные интервалы ствола наклонно направленных и горизонтальных скважин.A disadvantage of the known design is also the incomplete possibility of increasing the accuracy of drilling directional and horizontal wells, increasing the pace of the set of parameters of the curvature of the wells, as well as increasing patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string (BHA) in a curved string of drill pipes by reducing the length of the BHA when passing through the radial intervals of the barrel of directional and horizontal wells.
Это объясняется тем, что гибкий переводник, соединяющий корпус двигательной секции, корпусной элемент и корпус опорного (шпиндельного) узла, увеличивает длину КНБК для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, что снижает проходимость, т.е. увеличивает сопротивление и напряжения в КНБК при прохождении через радиусные интервалы ствола наклонно направленных и горизонтальных скважин.This is because the flexible sub connecting the body of the engine section, the body element and the body of the support (spindle) assembly increases the length of the BHA for drilling directional and horizontal wells, which reduces cross-country ability, i.e. increases the resistance and stresses in the BHA when passing through the radial intervals of the wellbore of directional and horizontal wells.
Известен двигатель Д2-195, содержащий одну или несколько двигательных секций, включающих статор, состоящий из корпуса, закрепленную в корпусе обкладку из эластомера с внутренними винтовыми зубьями и размещенный внутри обкладки ротор с наружными винтовыми зубьями, находящимися в контакте с внутренними винтовыми зубьями обкладки, число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев обкладки, а также содержащий шпиндельную секцию, включающую корпусные элементы, вал, осевые и радиальные опоры, приводной вал, соединяющий ротор двигательной секции и вал шпиндельной секции, переводник, соединяющий статор двигательной секции и корпус шпиндельной секции, при этом диаметр ниппеля не превышает диаметр корпуса шпинделя, вал шпинделя выполнен с ловильным буртом, а ниппель выполнен с ловильным поясом (Балденко Д.Ф. и др. Винтовые забойные двигатели. - М.: Недра, 1999, с. 35. УДК 622.24.05 (031), ББК 26.2).Known engine D2-195, containing one or more motor sections, including a stator, consisting of a housing, an elastomer lining fixed to the housing with internal helical teeth and a rotor located inside the lining with external helical teeth in contact with the internal helical teeth of the lining, number the rotor teeth are one less than the number of teeth of the lining, and also containing a spindle section, including housing elements, a shaft, axial and radial bearings, a drive shaft connecting the rotor of the motor sec and the shaft of the spindle section, an adapter connecting the stator of the motor section and the housing of the spindle section, while the diameter of the nipple does not exceed the diameter of the spindle housing, the spindle shaft is made with a fishing collar, and the nipple is made with a fishing belt (Baldenko D.F. et al. Screw downhole motors. - M .: Nedra, 1999, p. 35. UDC 622.24.05 (031), BBC 26.2).
В известном двигателе упругая радиальная опора со стороны наддолотного переводника 14 размещена внутри корпуса шпинделя 8 и закреплена втулкой и ниппелем 13, а плоскости сечения корпуса шпинделя 8 по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля 13, а также сечения ниппеля 13 по впадине первого сопряженного витка резьбы корпуса шпинделя 8 расположены (в осевом направлении) вне рабочей поверхности упругой радиальной опоры, что увеличивает длину корпуса шпинделя и расстояние от долота до рабочей поверхности радиальной опоры скольжения ("вылет" долота).In the known engine, an elastic radial support on the side of the over-bit
Недостатком известного двигателя является неполная возможность увеличения ресурса и надежности его шпиндельной секции за счет уменьшения длины шпиндельной секции и уменьшения "вылета" долота, уменьшения изгиба вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения, повышения прочности резьбового соединения корпуса шпинделя с ниппелем в условиях трения и вращения КНБК в стволе скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, с ударными нагрузками и ударными импульсами при релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб.A disadvantage of the known engine is the incomplete possibility of increasing the resource and reliability of its spindle section by reducing the length of the spindle section and reducing the "stick" of the bit, reducing the bending of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support, increasing the strength of the threaded connection of the spindle body with the nipple under friction and rotation BHA in the wellbore, using hydraulic jars in the drill pipe string, with shock loads and shock pulses during tensile stress relaxation eny a bent drill string.
Недостатком известного двигателя является также неполная возможность обеспечения первоначального радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения за время назначенного ресурса, повышения точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин, повышения темпа набора параметров кривизны скважин, а также повышения проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны за счет уменьшения изгиба вала шпинделя в нижней радиальной опоре скольжения и уменьшения длины КНБК при прохождении через радиусные интервалы ствола наклонно направленных и горизонтальных скважин.A disadvantage of the known engine is also the incomplete ability to provide initial radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support during the assigned resource, to increase the accuracy of drilling directional and horizontal wells, to increase the rate of the set of parameters of the curvature of the wells, and also to increase throughput, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string by reducing the bending of the spindle shaft in the lower radial sliding support and reducing the length of the BHA when passing through the radial intervals of the bore of directional and horizontal wells.
Известен гидравлический забойный двигатель, который в процессе эксплуатации может использоваться в бурильной колонне для роторного бурения, содержащий полый корпус, размещенный внутри него героторный винтовой механизм, включающий соосно расположенный в корпусе статор и установленный внутри статора ротор, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, шпиндельную секцию, включающую вал, установленный на осевой опоре, выполненной в виде упорно-радиального многорядного подшипника, а также на верхней и нижней радиальных опорах скольжения, состоящих из наружной и внутренней втулок, размещенных в корпусе шпиндельной секции, и соответственно, на валу шпиндельной секции, вал шпиндельной секции скреплен на входе приводным валом с ротором, а на выходе скреплен с долотом, двигатель снабжен верхним ловильным устройством, состоящим из вала, упора и гайки, и нижним ловильным устройством, выполненным в виде ловильной втулки с наружным ловильным буртом, упорного кольца и нижнего резьбового переводника с внутренним ловильным буртом, верхнее ловильное устройство скреплено с верхней частью ротора героторного винтового механизма, а нижнее ловильное устройство установлено на валу шпиндельной секции между внутренней втулкой нижней радиальной опоры и осевой опорой, выполненной в виде шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, при этом вал шпиндельной секции и ловильная втулка нижнего ловильного устройства с наружным ловильным буртом скреплены между собой с помощью общей резьбы с возможностью обеспечения натяга по торцам упорного кольца, расположенного между торцами ловильной втулки и внутренней втулки нижней радиальной опоры скольжения, при этом направление свинчивания резьбы вала шпиндельной секции и ловильной втулки нижнего ловильного устройства совпадает с направлением вращения бурильной колонны при подъеме из скважины (RU 2515627 С1, 20.05.2014).Known hydraulic downhole motor, which during operation can be used in a drill string for rotary drilling, containing a hollow body, a gerotor screw mechanism located inside it, including a stator coaxially located in the body and a rotor installed inside the stator, the rotation of which is carried out by pumping a fluid, spindle a section including a shaft mounted on an axial support made in the form of a thrust-radial multi-row bearing, as well as on the upper and lower radial sliding bearings, consisting of the outer and inner bushings located in the housing of the spindle section, and accordingly, on the shaft of the spindle section, the shaft of the spindle section is fastened at the input by a drive shaft with a rotor, and at the output is fastened with a bit, the engine is equipped with an upper fishing device, consisting from a shaft, an emphasis and a nut, and a lower fishing device made in the form of a fishing sleeve with an external fishing collar, a thrust ring and a lower threaded sub with an internal fishing collar, the upper fishing device with mounted with the upper part of the rotor of the gerotor screw mechanism, and the lower fishing device is mounted on the shaft of the spindle section between the inner sleeve of the lower radial support and the axial support, made in the form of a ball thrust-radial multi-row bearing, while the shaft of the spindle section and the fishing sleeve of the lower fishing device with they are fastened together by an external fishing collar using a common thread with the possibility of providing an interference fit at the ends of the thrust ring located between the ends of the fishing sleeve inner sleeve lower radial sliding bearing, wherein the screwing direction of the shaft section and the thread of the spindle sleeve of the lower a fishing picker coincides with the direction of rotation of the drill string from the borehole while lifting (RU 2515627 C1, 05/20/2014).
Недостатком известной конструкции является неполная возможность увеличения ресурса и надежности гидравлического забойного двигателя, повышения точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин и темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшения проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины за счет уменьшения жесткости корпусов шпиндельной и двигательной секций при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины в условиях интенсивного трения по стволу скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, а также за счет уменьшения изгиба вала шпиндельной секции и обеспечения первоначального радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения за время назначенного ресурса.A disadvantage of the known design is the incomplete possibility of increasing the resource and reliability of the hydraulic downhole motor, improving the accuracy of drilling directional and horizontal wells and the pace of the set of parameters of the curvature of the wells, as well as improving patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when passing through the borehole radius radial intervals by reducing the rigidity of the bodies of the spindle and motor sections when passing through the borehole radius radial intervals under conditions of intense friction along the borehole using hydraulic jars in the drill pipe string as well as by reducing the bending of the shaft of the spindle section and providing the initial radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support during the assigned resource.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является гидравлический забойный двигатель, содержащий корпус с размещенным внутри него винтовым ротором, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, корпус шпинделя с размещенным внутри него валом, установленным на осевой опоре, выполненной в виде шарикового упорно-радиальном многорядного подшипника, а также на верхней и нижней радиальных опорах скольжения, вал шпинделя соединен приводным валом с ротором и скреплен с долотом, корпусы двигателя и шпинделя скреплены резьбовым переводником, а нижняя радиальная опора шпинделя закреплена ниппелем, при этом корпус шпинделя и ниппель скреплены резьбой, например, конической, вал шпинделя выполнен с ловильным буртом, а ниппель выполнен с ловильным поясом, при этом плоскости сечения корпуса шпинделя по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля, а также сечения ниппеля по впадине первого сопряженного витка резьбы корпуса шпинделя расположены в осевом направлении в пределах рабочей поверхности нижней радиальной опоры скольжения, соответственно от края нижней радиальной опоры, направленного к осевой опоре, а также от края нижней радиальной опоры, направленного к долоту, на расстоянии, по меньшей мере, равном суммарной толщине стенок корпуса шпинделя и ниппеля в их резьбовом соединении, при этом расстояние между краем рабочей поверхности нижней радиальной опоры и ближним краем осевой опоры равно, по меньшей мере, расстоянию между плоскостями сечения корпуса шпинделя по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля и сечения ниппеля по впадине первого сопряженного витка резьбы корпуса шпинделя (RU 2357062 С2, 27.05.2009).Closest to the claimed invention is a downhole motor comprising a housing with a screw rotor located inside it, the rotation of which is carried out by pumping a fluid, a spindle housing with a shaft located inside it mounted on an axial support made in the form of a ball thrust-radial multi-row bearing, as well as on the upper and lower radial sliding bearings, the spindle shaft is connected to the rotor by the drive shaft and fastened to the bit, the motor and spindle housings are fastened to bob sub, and the lower radial support of the spindle is fixed with a nipple, while the spindle body and the nipple are fastened with a thread, for example, tapered, the spindle shaft is made with a fishing collar, and the nipple is made with a fishing belt, while the cross-sectional plane of the spindle body along the depression of the first mating thread the nipples, as well as the section of the nipple along the depression of the first mating thread of the spindle body, are axially located within the working surface of the lower radial sliding support, respectively, from the edge lower radial bearings directed to the axial bearings, as well as from the edge of the lower radial bearings directed to the bit, at a distance at least equal to the total wall thickness of the spindle housing and the nipple in their threaded connection, the distance between the edge of the working surface of the lower radial the support and the proximal edge of the axial support is equal to at least the distance between the sectional planes of the spindle housing along the depression of the first mating thread of the nipple and the nipple section of the depression of the first mating thread of the body spindle (RU 2357062 C2, 05.27.2009).
Недостатком известной конструкции является неполная возможность увеличения ресурса и надежности гидравлического забойного двигателя, повышения точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин и темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшения проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины за счет уменьшения жесткости корпусов шпиндельной и двигательной секций при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины в условиях интенсивного трения по стволу скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, а также за счет уменьшения изгиба вала шпиндельной секции и обеспечения первоначального радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения за время назначенного ресурса.A disadvantage of the known design is the incomplete possibility of increasing the resource and reliability of the hydraulic downhole motor, improving the accuracy of drilling directional and horizontal wells and the pace of the set of parameters of the curvature of the wells, as well as improving patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when passing through the borehole radius radial intervals by reducing the rigidity of the bodies of the spindle and motor sections when passing through the borehole radius radial intervals under conditions of intense friction along the borehole using hydraulic jars in the drill pipe string as well as by reducing the bending of the shaft of the spindle section and providing the initial radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support during the assigned resource.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, является увеличение ресурса и надежности гидравлического забойного двигателя, повышение точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин и темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшение сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины за счет уменьшения жесткости корпусов шпиндельной и двигательной секций при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины в условиях интенсивного трения по стволу скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, а также за счет уменьшения изгиба вала шпиндельной секции и обеспечения первоначального радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения за время назначенного ресурса.The technical problem to which the invention is directed is to increase the resource and reliability of the hydraulic downhole motor, increase the accuracy of drilling directional and horizontal wells and the rate of set of parameters of the curvature of the wells, as well as improve patency, i.e. reduction of resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when passing through the borehole radius radial intervals by reducing the rigidity of the bodies of the spindle and motor sections when passing through the borehole radius radial intervals under intense friction along the borehole using hydraulic jars in the drill pipe string as well as by reducing the bending of the shaft of the spindle section and providing the initial radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support during the assigned resource.
Сущность технического решения заключается в том, что в героторном гидравлическом двигателе, содержащем трубчатый корпус, размещенный внутри него винтовой героторный механизм, включающий соосно расположенную в корпусе обкладку из эластомера и установленный внутри корпуса ротор, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, корпус шпиндельной секции с размещенным внутри него валом, установленным на осевой опоре, выполненной в виде шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, а также на верхней и нижней радиальных опорах скольжения, состоящих из наружной и внутренней втулок, размещенных в корпусе шпиндельной секции, и соответственно, на валу шпиндельной секции, вал шпиндельной секции скреплен на входе приводным валом с ротором двигателя, а на выходе скреплен с долотом, корпусы двигателя и шпиндельной секции скреплены между собой резьбовым переводником, а нижняя радиальная опора шпиндельной секции закреплена ниппелем, при этом корпус шпиндельной секции и ниппель скреплены общей резьбой, согласно изобретению корпус шпиндельной секции содержит пояс повышенной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса увеличенной толщиной, расположенный выше по потоку от плоскости сечения корпуса шпиндельной секции по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля до плоскости сечения одного из нижних по потоку рядов шариков шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, при этом момент инерции Jп поперечного сечения упомянутого пояса повышенной жесткости в корпусе шпиндельной секции и момент инерции Jк поперечного сечения корпуса шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку от пояса повышенной жесткости ряда шариков шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, связаны соотношением: 
Корпус двигательной секции содержит во входной по потоку части пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между краем обкладки из эластомера в корпусе и полным последним витком внутренней резьбы во входной по потоку части корпуса, а в выходной по потоку части корпуса содержит пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между краем обкладки из эластомера в корпусе и полным последним витком внутренней резьбы в выходной по потоку части корпуса, при этом отношение уменьшенной толщины стенок корпуса во входной и выходной частях трубчатого корпуса к наружному диаметру корпуса составляет 0,065÷0,095.The housing of the engine section contains a belt of reduced stiffness in the inlet part of the body, characterized by a reduced thickness of the body wall located between the edge of the elastomer cover in the body and the last complete thread of the internal thread in the inlet part of the body, and in the outlet part of the body contains a belt reduced stiffness, characterized by the execution of the wall of the housing with a reduced thickness located between the edge of the lining of elastomer in the housing and the last complete turn of the internal thread s in the output flow of the housing, wherein the reduced ratio of shell thickness to the input and output portions of the tubular body to the outer diameter of the housing is 0.065 ÷ 0.095.
Выполнение героторного гидравлического двигателя таким образом, что корпус шпиндельной секции содержит пояс повышенной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса увеличенной толщиной, расположенный выше по потоку от плоскости сечения корпуса шпиндельной секции по впадине первого сопряженного витка резьбы ниппеля до плоскости сечения одного из нижних по потоку рядов шариков шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, при этом момент инерции Jп поперечного сечения упомянутого пояса повышенной жесткости в корпусе шпиндельной секции и момент инерции Jк поперечного сечения корпуса шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку от пояса повышенной жесткости ряда шариков шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, связаны соотношением: 
Выполнение героторного гидравлического забойного двигателя таким образом, что корпус двигательной секции содержит во входной по потоку части пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между краем обкладки из эластомера в корпусе и полным последним витком внутренней резьбы во входной по потоку части корпуса, а в выходной по потоку части корпуса содержит пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между краем обкладки из эластомера в корпусе и полным последним витком внутренней резьбы в выходной по потоку части корпуса, при этом отношение уменьшенной толщины стенок корпуса во входной и выходной частях трубчатого корпуса к наружному диаметру корпуса составляет (0,065÷0,095), обеспечивает повышение точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин, повышение темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшение сопротивления и напряжений в КНБК за счет уменьшения жесткости, что обеспечивает изгиб корпуса двигательной секции при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины в условиях интенсивного трения по стволу скважины.The implementation of a gerotor hydraulic downhole motor in such a way that the body of the motor section contains a belt of reduced stiffness in the inlet part of the body, characterized by the execution of the body wall with a reduced thickness located between the edge of the elastomer plate in the body and the last complete thread of the internal thread in the inlet part of the body, and in the downstream part of the body contains a belt of reduced stiffness, characterized by the execution of the wall of the body with a reduced thickness, located between we take the plates from the elastomer in the body and the complete last turn of the internal thread in the downstream part of the body, while the ratio of the reduced wall thickness of the body in the inlet and outlet parts of the tubular body to the outer diameter of the body is (0.065 ÷ 0.095), which improves the accuracy of inclined directional drilling and horizontal wells, increasing the pace of a set of well curvature parameters, as well as improving patency, i.e. a decrease in resistance and stresses in the BHA due to a decrease in rigidity, which ensures the bending of the body of the engine section when passing through the radius of the borehole borehole under conditions of intense friction along the borehole.
Такое выполнение героторного гидравлического двигателя повышает также прочность резьбового соединения корпуса шпиндельной секции с ниппелем при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины в условиях трения и вращения в стволе изогнутой скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, с ударными нагрузками и ударными импульсами при релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб.This embodiment of the gerotor hydraulic motor also increases the strength of the threaded connection of the spindle section housing with the nipple when passing through the radius intervals of the bent well bore under friction and rotation in the bent well bore using hydraulic jars in the drill pipe string, with shock loads and shock pulses during relaxation tensile stresses in a curved drill pipe string.
Допустимое значение радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной (твердосплавной) опоре скольжения, который определяет величину утечек текучей среды-бурового раствора, прокачиваемого через шпиндельную секцию, например, для двигателя ДРУ-172РФ.800 в составе РУС (роторной управляемой системы) составляет, например, 0,75 мм за время назначенного ресурса.The permissible value of the radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial (carbide) sliding bearing, which determines the amount of leakage of the fluid-drilling fluid pumped through the spindle section, for example, for the DRU-172RF.800 engine as part of the RUS (rotary controlled system), is for example, 0.75 mm during the assigned resource.
При использовании заявляемой конструкции обеспечивается первоначальный радиальный люфт вала в нижней радиальной (твердосплавной) опоре скольжения за время назначенного ресурса, повышается темп набора параметров кривизны скважин, повышается проходимость, т.е. уменьшаются сопротивления и напряжения в компоновке низа бурильной колонны за счет уменьшения изгиба вала шпиндельной секции относительно нижней радиальной опоры скольжения в корпусе шпиндельной секции при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины, а также повышаются технико-экономические показатели бурения: увеличивается проходка скважины на рейс долота, уменьшается время простоя буровой установки.When using the inventive design, the initial radial play of the shaft is provided in the lower radial (carbide) sliding support during the assigned resource, the rate of the set of well curvature parameters increases, the permeability increases, i.e. resistances and stresses in the layout of the bottom of the drill string are reduced due to a decrease in the bend of the shaft of the spindle section relative to the lower radial sliding support in the body of the spindle section when passing through the borehole radius radial intervals, and the technical and economic performance of drilling is increased: well penetration for the bit flight increases, the rig downtime is reduced.
Ниже представлен лучший вариант героторного винтового гидравлического двигателя ДРУ-172РФ.800 с двигательной секцией, в которой корпус двигателя (статор) выполнен с одинаковой толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), и шпиндельной секцией, скрепленных регулируемым модулем угла перекоса.Below is the best version of the DRU-172RF.800 gerotor screw hydraulic motor with a motor section, in which the motor housing (stator) is made with the same thickness of the elastomer plate (R-Wall), and a spindle section fastened with an adjustable skew angle module.
На фиг. 1 изображен продольный разрез героторного гидравлического двигателя ДРУ-172РФ.800, скрепленного регулируемым модулем угла перекоса с шпиндельной секцией.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a DRU-172RF.800 gerotor hydraulic motor fastened with an adjustable skew angle module with a spindle section.
На фиг. 2 изображен разрез А-А на фиг. 1 поперек корпуса двигателя с внутренними винтовыми зубьями и обкладкой из эластомера, число зубьев ротора равно 6, число зубьев обкладки и число зубьев внутри корпуса двигателя равно 7.In FIG. 2 shows a section AA in FIG. 1 across the engine housing with internal helical teeth and an elastomer cover, the number of teeth of the rotor is 6, the number of teeth of the cover and the number of teeth inside the engine is 7.
На фиг. 3 изображен элемент Б на фиг. 1 нижней части корпуса шпиндельной секции.In FIG. 3 shows element B in FIG. 1 bottom of the spindle section housing.
На фиг. 4 изображен регулируемый модуль угла перекоса, включающий полый кривой вал с продольными шлицами и резьбами на его краях, прямой и кривой переводники и зубчатую муфту.In FIG. 4 shows an adjustable modulus of the skew angle, including a hollow curved shaft with longitudinal splines and threads at its edges, a straight and a curve sub and a gear coupling.
На фиг. 5 изображен разрез В-В на фиг. 4 поперек полого кривого вала и зубчатой муфты.In FIG. 5 shows a section BB in FIG. 4 across the hollow curve of the shaft and gear coupling.
На фиг. 6 изображен разрез Г-Г на фиг. 4 поперек полого кривого вала и кривого переводника в плоскости торца зубчатой муфты со стороны зубьев.In FIG. 6 shows a section GG in FIG. 4 across the hollow curve of the shaft and the curve of the sub in the plane of the end face of the gear coupling from the teeth.
Героторный гидравлический двигатель содержит трубчатый корпус 1, размещенный внутри него винтовой героторный механизм 2, который включает соосно расположенную в трубчатом корпусе 1 внутреннюю поверхность 3, выполненную в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми зубьями 4, причем на входном по потоку текучей среды 5 краю 6 трубчатого корпуса 1 выполнена внутренняя коническая резьба 7, например, РКТ154×6,35×1:9,6 СТП 001-2007, на выходном по потоку текучей среды 5 краю 8 трубчатого корпуса 1 выполнена внутренняя коническая резьба 9, например, РКТ 154×6,35×1:9,6 СТП 001-2007, а также содержит закрепленную в трубчатом корпусе 1 обкладку 10 из эластомера, например, из резины ИРП-1226-5 ТУ 2512-039-05766882, прилегающую к внутренней поверхности 3 трубчатого корпуса 1, при этом обкладка 10 из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями 11 и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями 4 в трубчатом корпусе 1, а также содержит установленный внутри трубчатого корпуса 1 с обкладкой 10 из эластомера винтовой ротор 12, число зубьев 13 винтового ротора 12 на единицу меньше числа винтовых зубьев 11 обкладки 10 из эластомера, при этом планетарное вращение и передача вращающего момента (в противоположном направлении) винтового ротора 12 осуществляется насосной подачей текучей среды 5, например, бурового раствора, содержащего абразивные частицы, до 2% песка с размерами 0,15÷0,95 мм и до 5% нефтепродуктов, содержащихся в полимер - глинистом буровом растворе плотностью 1,16÷1,26 г/см3, под давлением 25÷35 МПа, изображено на фиг. 1, 2.The hydraulic rotor motor contains a tubular body 1, a
Героторный гидравлический двигатель содержит корпус 14 шпиндельной секции с размещенным внутри него валом 15, установленным на осевой опоре 16, выполненной в виде шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, а также на верхней по потоку текучей среды 5 радиальной (твердосплавной) опоре 17 скольжения, состоящей из наружной втулки 18 размещенной в корпусе 14 шпиндельной секции, и внутренней втулки 19, размещенной на валу 15 шпиндельной секции, а также на нижней по потоку текучей среды 5 радиальной (твердосплавной) опоре 20 скольжения, состоящей из наружной втулки 21 закрепленной в корпусе 14 шпиндельной секции при помощи ниппеля 22, и внутренней втулки 23, размещенной на валу 15 шпиндельной секции, при этом корпус 14 шпиндельной секции и ниппель 22 скреплены общей резьбой 24, например, МК158×6×1:16, при этом часть текучей среды 5, например, бурового раствора, содержащего абразивные частицы, до 2% песка с размерами 0,15÷0,95 мм и до 5% нефтепродуктов, содержащихся в полимер-глинистом буровом растворе плотностью 1,16÷1,26 г/см3, под давлением 25÷35 МПа прокачивается через верхнюю радиальную опору 17 скольжения, осевую опору 16 и нижнюю радиальную опору 20 скольжения, осуществляя смазку и охлаждение вращающихся частей, изображено на фиг. 1, 3.The hydraulic rotor motor contains a
Вал 15 шпиндельной секции скреплен на входе потока текучей среды 5 приводным (карданным) валом 25, по существу скреплен при помощи выходного шарнирного модуля 26 и входного шарнирного модуля 27 с винтовым ротором 12 двигателя, а на валу 15 шпиндельной секции выполнена муфтовая резьба 28, например, 41\ 2Reg (3-117), предназначенная для крепления долота (долото не изображено), при этом корпус 1 двигателя и корпус 14 шпиндельной секции жестко скреплены между собой регулируемым модулем угла перекоса 29 (с двумя изогнутыми центральными осями) с возможностью регулирования углов перекоса, при максимальном угле до 3°, изображено на фиг. 1, 3, 4.The
Корпус 14 шпиндельной секции содержит пояс 30 повышенной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 31 корпуса 14 шпиндельной секции увеличенной толщиной, расположенный выше по потоку текучей среды 5 от плоскости 32 сечения корпуса 14 шпиндельной секции по впадине 33 первого сопряженного витка резьбы 24 ниппеля 22 до плоскости 34 сечения одного из нижних, например, нижнего по потоку текучей среды 5 ряда 35 шариков 36 (без сепараторов) шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16 (осевой опоры 16), изображено на фиг. 1, 3.The
Момент инерции Jп поперечного сечения пояса 30 повышенной жесткости в корпусе 14 шпиндельной секции определяется по формуле 
Момент инерции Jк поперечного сечения части 39 корпуса 14 шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку 5 от пояса 30 повышенной жесткости ряда шариков 36, например, ряда 40 шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16, определяется по формуле 
Момент инерции Jп поперечного сечения пояса 30 повышенной жесткости в корпусе 14 шпиндельной секции и момент инерции Jк поперечного сечения части 39 корпуса 14 шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку 5 от пояса 30 повышенной жесткости ряда шариков 36, например, ряда 40 шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16, связаны соотношением: 
Диаметр d, 38 шпиндельной секции в плоскости пояса 30 повышенной жесткости в корпусе 14 шпиндельной секции и диаметр dк, 41 шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку 5 от пояса 30 повышенной жесткости ряда шариков 36, например, ряда 40 шариков 36 шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16, связаны соотношением: 
Корпус 1 двигательной секции содержит во входной по потоку 5 части 6 пояс пониженной жесткости 43, характеризующийся выполнением стенки 44 корпуса 1 уменьшенной толщиной 45, расположенным между краем 46 обкладки 10 из эластомера в корпусе 1 и полным последним витком 47 внутренней резьбы 7 во входной по потоку 5 части 6 корпуса 1, а в выходной по потоку 5 части 8 корпуса 1 содержит пояс 48 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 44 корпуса 1 уменьшенной толщиной 49, расположенным между краем 50 обкладки 10 из эластомера в корпусе 1 и полным последним витком 51 внутренней резьбы 9 в выходной по потоку 5 части 8 корпуса 1, при этом отношение уменьшенной толщины 45 и, соответственно, 49 стенки 44 корпуса 1 во входной по потоку 5 части 6 трубчатого корпуса 1 и в выходной по потоку 5 части 8 трубчатого корпуса 1 к наружному диаметру dд, 42 корпуса 1 составляет 0,065÷0,095, изображено на фиг. 1.The housing 1 of the engine section contains in the
Резьбовой переводник между корпусом 1 героторного гидравлического двигателя и корпусом 14 шпиндельной секции выполнен в виде регулируемого модуля 29 угла перекоса, изображено на фиг. 1.The threaded sub between the housing 1 of the gerotor hydraulic motor and the
Регулируемый модуль 29 угла перекоса гидравлического забойного двигателя 1 содержит полый кривой вал 52 с наружными продольными шлицами 53 и резьбами 54 и 55 на его краях, соответственно, 56 и 57, а также содержит прямой трубчатый переводник 58 и кривой трубчатый переводник 59, несоосно расположенные между собой, соединенные с полым кривым валом 52 резьбами, соответственно, 60 и 61 на направленных один к другому краях, по существу, на крае 56 полого кривого вала 52 и крае 62 прямого трубчатого переводника 58, а также на другом крае 57 полого кривого вала 52 и крае 63 кривого трубчатого переводника 59, изображено на фиг. 1, 4, 5, 6.The
Регулируемый модуль 29 угла перекоса гидравлического забойного двигателя 1 содержит зубчатую муфту 64 с внутренними продольными шлицевыми пазами 65 и зубьями 66 со стороны торца 67, направленного к торцу 63 (или к краю 63) кривого трубчатого переводника 59, установленную на наружных продольных шлицах 53 полого кривого вала 52 между торцом 62 (краем 62) прямого трубчатого переводника 58 и торцом 63 (краем 63) кривого трубчатого переводника 59, а со стороны торца 63 кривого трубчатого переводника 59, направленного к торцу 67 зубчатой муфты 64, выполнены прямоугольные зубья 68, входящие в зацепление с прямоугольными зубьями 66 зубчатой муфты 64, изображено на фиг. 2, 3, 4, 5, 6.Adjustable
Прямой трубчатый переводник 58 предназначен для скрепления (с заданным моментом затяжки) резьбы 69 с резьбой 9 корпуса 1 героторного гидравлического двигателя, а кривой трубчатый переводник 59 предназначен для скрепления (с заданным моментом затяжки) резьбы 70 с резьбой 71 корпуса 14 шпиндельной секции (с заданным углом перекоса), в которой размещен вал 15 с резьбой 28 для крепления долота для бурения скважины, изображено на фиг. 1, 4.A straight
Кроме того, на фиг. 4 изображено: поз. 72 - центральная продольная ось резьбы 69 прямого трубчатого переводника 58; поз. 73 - центральная продольная ось резьбы 54 полого кривого вала 52, соединяющей его с прямым трубчатым переводником 58, при этом центральная продольная ось 72 резьбы 69 прямого трубчатого переводника 58 и центральная продольная ось 73 резьбы 54 полого кривого вала 52, соединяющей его с прямым переводником 58, расположены между собой соосно.In addition, in FIG. 4 shows: pos. 72 - the Central longitudinal axis of the
Поз. 74 - центральная продольная ось резьбы 70 кривого трубчатого переводника 59, предназначенной для соединения с резьбой 71 корпуса шпиндельной секции 14, в которой размещен вал 15 с резьбой 28 для крепления долота для бурения скважины, изображено на фиг. 1,4.Pos. 74 - the central longitudinal axis of the
Поз. 75 - центральная продольная ось резьбы 55 (изогнутой части) полого кривого вала 52, предназначенной для соединения с резьбой 61 (изогнутой части) кривого трубчатого переводника 59, изображено на фиг. 1, 4.Pos. 75 - the central longitudinal axis of the thread 55 (bent part) of the hollow
Центральная продольная ось резьбы 70 кривого трубчатого переводника 59, предназначенной для соединения с резьбой 71 корпуса шпиндельной секции 14, в которой размещен вал 15 с резьбой 28 для крепления долота для бурения скважины, пересекается с центральной продольной осью 75 резьбы 55 (изогнутой части) полого кривого вала 52, предназначенной для соединения с резьбой 61 (изогнутой части) кривого трубчатого переводника 59, в плоскости (точке) 76 под углом 77, α, изображено на фиг. 4.The central longitudinal axis of the
Зубчатая муфта 64 с внутренними продольными шлицевыми пазами 65 и зубьями 66 со стороны торца 67, направленного к торцу 63 кривого трубчатого переводника 59, выполнена с наклоном торца 67 со стороны зубьев 66 под углом 78, β, изображено на фиг. 4.The
Точка 79 пересечения центральной продольной оси 80 зубьев 66 зубчатой муфты 64 относительно центральной продольной оси 73 ее внутренних продольных шлицевых пазов 65 расположена в плоскости торца 67 зубчатой муфты 64 со стороны зубьев 66, изображено на фиг. 4.The intersection point 79 of the central
Точка 81 пересечения центральной продольной оси 73 резьбы 54 полого кривого вала 52, соединяющей его с прямым переводником 58, относительно центральной продольной оси 72 трубчатого прямого переводника 58 также расположена в плоскости торца 67 зубчатой муфты 64 со стороны зубьев 66, изображено на фиг. 4.The intersection point 81 of the central
Кроме того на фиг. 2 изображено: поз. 82 - центральная продольная ось ротора 12, поз. 83 - центральная продольная ось обкладки 10 из эластомера, закрепленной внутри трубчатого корпуса 1, поз. 84, е - величина эксцентриситета ротора 12, установленного в обкладке 10 из эластомера внутри трубчатого корпуса 1, скрепленной с внутренней поверхностью 3 трубчатого корпуса 1, поз. 85 - многозаходные винтовые камеры между зубьями 13 ротора 12 и зубьями 4 обкладки 10 из эластомера.Furthermore, in FIG. 2 shows: pos. 82 - the Central longitudinal axis of the
Твердость обкладки 10 из эластомера, например, из резины ИРП-1226-5, составляет 75±3 ед. Шор А.The hardness of the lining 10 of elastomer, for example, of rubber IRP-1226-5, is 75 ± 3 units. Shore A.
Героторный гидравлический двигатель работает следующим образом: поток бурового раствора 5 под давлением, например, 17÷28 МПа по колонне бурильных труб подается в многозаходные винтовые (шлюзовые) камеры 85 между зубьями 13 ротора 12 и зубьями 11 обкладки 10 из эластомера и образует область высокого давления и момент от гидравлических сил, который приводит в планетарно-роторное вращение ротор 12 внутри обкладки 10 из эластомера, закрепленной в корпусе 1.The hydraulic rotor motor operates as follows: the
Винтовые (шлюзовые) многозаходные камеры между зубьями 13 ротора 12 и зубьями 11 обкладки 10 из эластомера имеют переменный объем и периодически перемещаются по потоку бурового раствора 5, который имеет плотность до 1500 кг/м3, содержит до 2% песка и до 5% нефтепродуктов.Screw (lock) multi-entry chambers between the
Планетарно-роторное вращение ротора 12 внутри обкладки 10 из эластомера внутри корпуса 1 передает крутящий момент (в противоположном направлении) через приводной (карданный) вал 25, вал 15 шпиндельной секции, на долото, закрепленное в муфтовой резьбе 28 шпиндельной секции, осуществляя бурение наклонно направленных и горизонтальных скважин.The planetary-rotor rotation of the
В режиме максимальной мощности частота вращения вала шпиндельной секции и долота составляет (1,8÷2,5) с-1; момент силы на валу 15 шпиндельной секции составляет (9÷14) кН⋅м; перепад давления (межвиткового, на зубьях обкладки из эластомера в корпуса 1) в режиме максимальной мощности составляет 17÷28 МПа; максимальная осевая нагрузка (на долото) составляет 250 кН.In maximum power mode, the rotational speed of the shaft of the spindle section and bit is (1.8 ÷ 2.5) s -1 ; the moment of force on the
Выполнение героторного гидравлического двигателя таким образом, что корпус 14 шпиндельной секции содержит пояс 30 повышенной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 31 корпуса 14 шпиндельной секции увеличенной толщиной, расположенный выше по потоку текучей среды 5 от плоскости 32 сечения корпуса 14 шпиндельной секции по впадине 33 первого сопряженного витка резьбы 24 ниппеля 22 до плоскости 34 сечения одного из нижних, например, нижнего по потоку текучей среды 5 ряда 35 шариков 36 (без сепараторов) шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16 (осевой опоры 16), при этом момент инерции Jп поперечного сечения пояса 30 повышенной жесткости в корпусе 14 шпиндельной секции и момент инерции Jк поперечного сечения части 39 корпуса 14 шпиндельной секции в плоскости каждого, расположенного выше по потоку 5 от пояса 30 повышенной жесткости ряда шариков 36, например, ряда 40 шарикового упорно-радиального многорядного подшипника 16, связаны соотношением: 
Выполнение героторного гидравлического двигателя таким образом, что корпус 1 двигательной секции содержит во входной по потоку 5 части 6 пояс пониженной жесткости 43, характеризующийся выполнением стенки 44 корпуса 1 уменьшенной толщиной 45, расположенным между краем 46 обкладки 10 из эластомера в корпусе 1 и полным последним витком 47 внутренней резьбы 7 во входной по потоку 5 части 6 корпуса 1, а в выходной по потоку 5 части 8 корпуса 1 содержит пояс 48 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 44 корпуса 1 уменьшенной толщиной 49, расположенным между краем 50 обкладки 10 из эластомера в корпусе 1 и полным последним витком 51 внутренней резьбы 9 в выходной по потоку 5 части 8 корпуса 1, при этом отношение уменьшенной толщины 45 и, соответственно, 49 стенки 44 корпуса 1 во входной по потоку 5 части 6 трубчатого корпуса 1 и в выходной по потоку 5 части 8 трубчатого корпуса 1 к наружному диаметру dд, 42 корпуса 1 составляет 0,065÷0,095, обеспечивает повышение точности проходки наклонных и горизонтальных скважин, обеспечивается повышение темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшение сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны за счет уменьшения жесткости трубчатого корпуса - выполнения стенки трубчатого корпуса во входной и выходной по потоку текучей среды частях с поясом пониженной жесткости, характеризующимся уменьшенной толщиной, что обеспечивает изгиб трубчатого корпуса при прохождении через радиусные участки ствола скважины, имеющие участки малого и среднего радиуса 30÷300 м, в условиях интенсивного трения по стволу скважины.The implementation of the gerotor hydraulic motor in such a way that the housing 1 of the engine section contains a belt of reduced stiffness 43 in the inlet stream 5 of part 6, characterized by the execution of the wall 44 of the housing 1 with a reduced thickness 45, located between the edge 46 of the elastomer plate 10 in the housing 1 and the last complete turn 47 internal thread 7 in the inlet stream 5 of part 6 of the casing 1, and in the outlet stream 5 of part 8 of the casing 1 contains a belt 48 of reduced stiffness, characterized by a wall 44 of the casing 1 having a reduced thickness of 49 laid between the edge 50 of the plate 10 of elastomer in the housing 1 and the complete last turn 51 of the internal thread 9 in the downstream 5 of the part 8 of the housing 1, while the ratio of the reduced thickness 45 and, correspondingly, 49 of the wall 44 of the housing 1 in the inlet 5 6 of the tubular casing 1 and in the downstream 5 part 8 of the tubular casing 1 to the outer diameter dd, 42 of the casing 1 is 0.065 ÷ 0.095, improves the accuracy of drilling of deviated and horizontal wells, provides an increase in the rate of set of parameters of the curvature of the wells, and also improves e patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string by reducing the rigidity of the tubular body - performing the wall of the tubular body in the inlet and outlet fluid flow parts with a belt of reduced stiffness, characterized by a reduced thickness, which ensures bending of the tubular body when passing through the radius sections of the wellbore having sections of small and medium radius of 30 ÷ 300 m, in conditions of intense friction along the wellbore.
Использование заявляемой конструкции обеспечивает увеличение ресурса и надежности двигателя, точности проходки наклонно направленных и горизонтальных скважин и темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при прохождении через радиусные интервалы ствола изогнутой скважины за счет уменьшения жесткости корпусов шпиндельной и двигательной секций в условиях интенсивного трения по стволу скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлических ясов, а также за счет уменьшения изгиба вала шпиндельной секции и обеспечения первоначального радиального люфта вала шпиндельной секции в нижней радиальной опоре скольжения за время назначенного ресурса.The use of the claimed design provides an increase in the resource and reliability of the engine, the accuracy of the drilling of directional and horizontal wells and the pace of the set of parameters of the curvature of the wells, as well as improved patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when passing through the borehole radius radial intervals by reducing the rigidity of the bodies of the spindle and motor sections under conditions of intense friction along the borehole, using hydraulic jars in the drill string, and also by reducing the bending of the shaft the spindle section and providing the initial radial play of the shaft of the spindle section in the lower radial sliding support during the assigned resource.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129008A RU2669603C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Gerotor hydraulic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129008A RU2669603C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Gerotor hydraulic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669603C1 true RU2669603C1 (en) | 2018-10-12 |
Family
ID=63862322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129008A RU2669603C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Gerotor hydraulic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669603C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114876395A (en) * | 2022-04-11 | 2022-08-09 | 四川中能数智科技发展有限公司 | Cement sheath eccentric rolling extrusion crushing tool with long service life and recovery assistance of sleeve |
| RU2813646C1 (en) * | 2023-02-21 | 2024-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic motor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4620601A (en) * | 1981-09-28 | 1986-11-04 | Maurer Engineering Inc. | Well drilling tool with diamond thrust bearings |
| RU2241107C1 (en) * | 2003-11-03 | 2004-11-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Буровой инструмент" | Screw face engine |
| RU2292436C1 (en) * | 2005-06-16 | 2007-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic drive |
| RU2357062C2 (en) * | 2007-05-28 | 2009-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Hydraulic downhole motor |
| RU2357063C2 (en) * | 2006-12-06 | 2009-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic engine |
| RU2515627C1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Hydraulic downhole motor |
-
2017
- 2017-08-14 RU RU2017129008A patent/RU2669603C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4620601A (en) * | 1981-09-28 | 1986-11-04 | Maurer Engineering Inc. | Well drilling tool with diamond thrust bearings |
| RU2241107C1 (en) * | 2003-11-03 | 2004-11-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Буровой инструмент" | Screw face engine |
| RU2292436C1 (en) * | 2005-06-16 | 2007-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic drive |
| RU2357063C2 (en) * | 2006-12-06 | 2009-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic engine |
| RU2357062C2 (en) * | 2007-05-28 | 2009-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Hydraulic downhole motor |
| RU2515627C1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Hydraulic downhole motor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114876395A (en) * | 2022-04-11 | 2022-08-09 | 四川中能数智科技发展有限公司 | Cement sheath eccentric rolling extrusion crushing tool with long service life and recovery assistance of sleeve |
| CN114876395B (en) * | 2022-04-11 | 2023-09-22 | 四川中能数智科技发展有限公司 | Cement ring eccentric rolling extrusion crushing tool for recycling long-service-life auxiliary sleeve |
| RU2813646C1 (en) * | 2023-02-21 | 2024-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Gerotor hydraulic motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2732322C1 (en) | Oscillator for a drill string | |
| CN103946478B (en) | There is the positive displacement motor of the rotor clamp of radial constraint | |
| RU2565316C1 (en) | Oscillator for drill string | |
| US10161187B2 (en) | Rotor bearing for progressing cavity downhole drilling motor | |
| EP0460202A1 (en) | Progressive cavity drilling apparatus with flow restrictor. | |
| RU2318135C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| US20130341099A1 (en) | Downhole motor assembly | |
| RU2355860C2 (en) | Hydraulic downhole engine | |
| RU2669603C1 (en) | Gerotor hydraulic motor | |
| CN107532452B (en) | CV joint for drilling motor and method | |
| RU2689014C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| EP3080379B1 (en) | Nutating fluid-mechanical energy converter to power wellbore drilling | |
| RU2515627C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2112856C1 (en) | Reduction-unit turbo-drill | |
| RU2285781C1 (en) | Drive shaft to connect screw gerotor hydromachine with spindle | |
| RU2710338C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2367761C2 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2669321C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2675613C1 (en) | Gerotor hydraulic motor | |
| RU2652725C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine | |
| RU2723595C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2357062C2 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2674485C1 (en) | Small size spindle of sectional screw downhole motor | |
| RU2768784C1 (en) | Drill string oscillator | |
| RU2652724C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200815 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220427 |