RU2743723C1 - Downhole device drive unit - Google Patents
Downhole device drive unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743723C1 RU2743723C1 RU2020122951A RU2020122951A RU2743723C1 RU 2743723 C1 RU2743723 C1 RU 2743723C1 RU 2020122951 A RU2020122951 A RU 2020122951A RU 2020122951 A RU2020122951 A RU 2020122951A RU 2743723 C1 RU2743723 C1 RU 2743723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- liquid
- electric motor
- drive unit
- filled
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
- H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
- H02K5/1285—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs of the submersible type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к оборудованию для исследования скважин, в частности к приборам, осуществляющим оперативную передачу данных между скважинной и наземной частями комплекса, измеренных скважинной частью комплекса, на поверхность, модуляцию потока промывочной жидкости импульсами положительного давления, а более конкретно, - к узлу привода данного прибора, приводящему в движение непосредственно исполнительный орган прибора - клапан.The present invention relates to equipment for testing wells, in particular to instruments that perform online data transmission between the downhole and surface parts of the complex, measured by the downhole part of the complex, to the surface, modulation of the flow of drilling fluid by positive pressure pulses, and more specifically, to the drive unit of this the device, which directly drives the device's executive body - the valve.
Уровень техникиState of the art
Известны различные устройства компоновки и герметизации привода приборов для передачи данных, между скважиной и наземной частями комплекса. Various devices are known for assembling and sealing the drive of devices for transmitting data between the well and the surface parts of the complex.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является узел привода, описанный в патенте US 6714138B1, 30.03.2004. Известный узел привода состоит из редуктора, который непосредственно соединен с исполнительным органом – клапаном, через вал, установленном на подшипниках качения, и узле, обеспечивающем герметизацию редуктора относительно внешней среды, расположенном в первой камере, заполненной жидкостью и отделенной от окружающей среды герметичным разделителем сред, находящимся под внешним давлением бурового раствора, и электрического двигателя, который расположен во второй камере, заполненной газом, герметично отделенной от первой камеры, и передающий вращение редуктору посредством муфты, которая создает герметизацию в совокупности с охранным кожухом.The closest in technical essence to the present invention is the drive unit described in US patent 6714138B1, 03/30/2004. The known drive unit consists of a gearbox, which is directly connected to the actuator - a valve, through a shaft mounted on rolling bearings, and a unit that provides sealing of the gearbox relative to the external environment, located in the first chamber filled with liquid and separated from the environment by a hermetic media separator, under external pressure of drilling mud, and an electric motor, which is located in the second chamber filled with gas, hermetically separated from the first chamber, and transmits rotation to the reducer by means of a clutch, which creates a seal in conjunction with a protective casing.
Недостатком указанного ближайшего технического решения является недостаточное охлаждение электрического двигателя, работающего в максимально тяжелых условиях, так как газ в замкнутом объеме является плохим источником отвода тепла, что приводит к чрезмерному перегреву электрического двигателя, что напрямую сказывается к резкому сокращению его срока службы и увеличению риска поломки электрического двигателя непосредственно в процессе работы и передачи импульсов к наземным частям комплекса.The disadvantage of this closest technical solution is insufficient cooling of an electric motor operating under the most severe conditions, since gas in a closed volume is a poor source of heat dissipation, which leads to excessive overheating of the electric motor, which directly affects a sharp reduction in its service life and an increase in the risk of breakdown electric motor directly during operation and transmission of impulses to the ground parts of the complex.
Заявленное изобретение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.The claimed invention eliminates the indicated disadvantages and makes it possible to achieve the claimed technical result.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технической задачей, которую решает предлагаемое решение, является создание узла привода, содержащего камеру, в которой расположен электрический двигатель, с дополнительным отводом тепла в процессе работы.The technical problem that the proposed solution solves is the creation of a drive unit containing a chamber in which an electric motor is located, with additional heat removal during operation.
Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения электрического двигателя, работающего в максимально тяжелых условиях, исключении перегрева электрического двигателя, увеличение его срока службы и снижении риска его поломки непосредственно в процессе работы.The technical result consists in increasing the efficiency of cooling an electric motor operating under the most severe conditions, eliminating overheating of the electric motor, increasing its service life and reducing the risk of its breakdown directly during operation.
Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата узел привода скважинного прибора содержит редуктор, непосредственно соединенный с исполнительным органом, через вал, установленный на подшипниках качения, и узле, обеспечивающем герметизацию редуктора относительно внешней среды, расположенного в первой камере, заполненной жидкостью и отделенной от окружающей среды герметичным разделителем сред, находящимся под внешним давлением бурового раствора, и электрический двигатель, расположенный во второй камере, герметично отделенной от первой камеры и передающий вращение редуктору посредством муфты, обеспечивающей герметизацию в совокупности с охранным кожухом, причем вторая камера заполнена газом и жидкостью. To solve the problem with the achievement of the claimed technical result, the downhole tool drive unit contains a gearbox directly connected to the executive body through a shaft mounted on rolling bearings and a unit that ensures the gearbox is sealed relative to the external environment located in the first chamber filled with liquid and separated from environment with a hermetic separator of media under external pressure of the drilling fluid, and an electric motor located in the second chamber, hermetically separated from the first chamber and transmitting rotation to the reducer by means of a clutch providing sealing in conjunction with a protective casing, the second chamber being filled with gas and liquid.
Вторая камера заполнена жидкостью на 30-80% от всего объема второй камеры.The second chamber is filled with liquid to 30-80% of the total volume of the second chamber.
В качестве жидкости во второй камере использовано машинное масло.Machine oil was used as a liquid in the second chamber.
В качестве газа во второй камере использован воздух.Air was used as a gas in the second chamber.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Фиг. 1 – известный из уровня техники узел привода;FIG. 1 is a drive unit known from the prior art;
Фиг. 2 – вторая камера известного из уровня техники узла привода;FIG. 2 is a second chamber of a drive unit known from the prior art;
Фиг. 3 - узел привода (продольный разрез), согласно заявленному изобретению;FIG. 3 - drive unit (longitudinal section), according to the claimed invention;
Фиг. 4 – вторая камера узла привода (продольный разрез), согласно заявленному изобретению.FIG. 4 - the second chamber of the drive unit (longitudinal section), according to the claimed invention.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Заявленный узел привода состоит из редуктора, который непосредственно соединен с исполнительным органом – клапаном, через вал, установленный на подшипниках качения, в узле, обеспечивающем герметизацию редуктора относительно внешней среды, расположенного в первой камере, заполненной жидкостью и отделенной от окружающей среды герметичным разделителем сред, находящимся под внешним давлением бурового раствора, и электрического двигателя, который расположен во второй камере, согласно изобретению заполненной частично газом и частично жидкостью, герметично отделенной от первой камеры, и передающего вращение редуктору посредством муфты, которая создает герметизацию в совокупности с охранным кожухом. The claimed drive unit consists of a gearbox, which is directly connected to the actuator - a valve, through a shaft mounted on rolling bearings, in a unit that ensures the gearbox is sealed relative to the external environment, located in the first chamber filled with liquid and separated from the environment by a hermetic media separator, under external pressure of the drilling fluid, and an electric motor, which is located in the second chamber, according to the invention, filled partially with gas and partially with liquid, hermetically sealed from the first chamber, and transmitting rotation to the reducer by means of a clutch, which creates a seal in conjunction with a protective casing.
На фиг. 1 и 2 показан известный из уровня техники узел привода, являющийся наиболее близким к заявленному техническому решению. Главным отличием известного узла привода от заявленного является то, что вторая камера (фиг. 2), в которой расположен электрический двигатель, заполнена только газом, в результате чего не обеспечивается достаточное охлаждение электрического двигателя, работающего в максимально тяжелых условиях, так как газ в замкнутом объеме является плохим источником отвода тепла, что приводит к чрезмерному перегреву электрического двигателя, что напрямую сказывается к резкому сокращению его срока службы и увеличению риска поломки электрического двигателя непосредственно в процессе работы и передачи импульсов к наземным частям комплекса. При этом в заявленном решении вторая камера, в которой расположен электрический двигатель, заполнена газом и жидкостью. Жидкость, при вращении привода, приводится в движение по всему объёму второй камеры, что является наиболее подходящим источником отвода тепла в замкнутом объеме при работе в максимально тяжелых условиях, обеспечивая эффективность охлаждения электрического двигателя, исключая его перегрев, тем самым увеличивая его срок службы и уменьшая риск его поломки в процессе работы.FIG. 1 and 2 show a drive unit known from the prior art, which is the closest to the claimed technical solution. The main difference between the known drive unit and the claimed one is that the second chamber (Fig. 2), in which the electric motor is located, is filled only with gas, as a result of which sufficient cooling of the electric motor operating under the most severe conditions is not ensured, since the gas in a closed volume is a poor source of heat dissipation, which leads to excessive overheating of the electric motor, which directly affects a sharp reduction in its service life and an increased risk of breakdown of the electric motor directly during operation and transmission of impulses to the ground parts of the complex. In this case, in the claimed solution, the second chamber, in which the electric motor is located, is filled with gas and liquid. The fluid, when the drive rotates, is set in motion throughout the entire volume of the second chamber, which is the most suitable source of heat removal in a confined space when operating under the most severe conditions, providing efficient cooling of the electric motor, eliminating overheating, thereby increasing its service life and reducing the risk of breakage during operation.
На фиг. 3 показан продольный разрез узла привода, согласно настоящему изобретению. Узел привода состоит из редуктора 1, который непосредственно соединен с исполнительным органом – клапаном 2, через вал 3, установленном на подшипниках качения 4, и узле 5, обеспечивающем герметизацию редуктора относительно внешней среды, расположенном в первой камере 6, заполненной жидкостью и отделенной от окружающей среды 7 герметичным разделителем сред 8, находящимся под внешним давлением бурового раствора, и электрического двигателя 9, который расположен во второй камере 10, согласно изобретению, заполненной частично газом 16 и частично жидкостью 15. Вторая камера 10 отделена от первой камеры 6 посредством герметичной магнитной муфты 11 и от блока управления 12 – герметизирующими элементами. Из-за больших нагрузок, которые вызывает буровой раствор, воздействуя напрямую на клапан 2, и которые передаются через вал 3 и редуктор 1 на электрический двигатель 9, происходит сильный нагрев электрического двигателя 9. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a drive assembly according to the present invention. The drive unit consists of a
На фиг. 4 показан продольный разрез второй камеры 10 узла привода, согласно настоящему изобретению. Жидкость 15 заливается во вторую камеру 10 в определенном количестве и за счет вращения электрического двигателя 9 и присоединённых к нему элементов, которые вращаются вместе с валом 3 электрического двигателя 9, приводится в движение, в результате чего жидкость 15 соприкасается с элементами внешнего кожуха 14, происходит его нагрев и ускоренная отдача тепла буровому раствору, благодаря тому, что он находится в постоянном движении. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the
В результате не происходит перегрева электрического двигателя 9, что увеличивает его ресурс и повышает надежность работы аппаратуры. As a result, there is no overheating of the
Вращение редуктору 1, который соединен с герметичной магнитной муфтой 11, от электрического двигателя 9 передается магнитным полем, которое создается между магнитами герметичной муфты 11 и магнитами стыковочного узла 13 электрического двигателя 9.The rotation of the
В качестве газа 16 может использоваться, например, воздух, а в качестве жидкости 15, например, машинное масло. Жидкость 15 может быть залита во вторую камеру в определенном количестве, например, 30-80 процентов от всего объема второй камеры 10.As the
Заявленное решение работает следующим образом.The stated solution works as follows.
Прибор, содержащий заявленный узел привода, во вторую герметичную камеру 10 которого предварительно залита жидкость 15, помещается в скважину. Электрический двигатель 9 и присоединённые к нему элементы, расположенные во второй камере 10, заполненной газом 16 и жидкостью 15, при работе начинают нагреваться. При нагреве жидкости происходит ее расширение (увеличение в объеме). При объеме жидкости в камере более 80% от общего объема камеры ей не хватит объема самой камеры для расширения, поэтому большее количество жидкости (более 80%) во второй камере не допустимо. Газ, находящийся в камере и заполняющий оставшийся объем камеры, имеет свойство сжиматься при тепловом расширении жидкости, т.е. является компенсатором расширения жидкости. При меньшем количестве жидкости (меньше 30% от общего объема камеры) во второй камере уменьшается эффективность отвода тепла от электрического двигателя по причине малой с ним и жидкостью площади контакта. Нагретая жидкость отдает тепло стенкам камеры 10, с которыми она соприкасается, которые в свою очередь через элементы внешнего охранного кожуха 14 отдают тепло находящемуся с внешней стороны и в постоянном движении буровому раствору.The device containing the claimed drive unit, into the second sealed
Выполнение узла привода вышеуказанным образом повышает эффективность охлаждения электрического двигателя, работающего в максимально тяжелых условиях, исключает перегрев электрического двигателя, увеличивая его срок службы и снижая риск его поломки непосредственно в процессе работы.Implementation of the drive unit in the above manner increases the cooling efficiency of the electric motor operating under the most severe conditions, eliminates overheating of the electric motor, increasing its service life and reducing the risk of its breakdown directly during operation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122951A RU2743723C1 (en) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | Downhole device drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122951A RU2743723C1 (en) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | Downhole device drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2743723C1 true RU2743723C1 (en) | 2021-02-24 |
Family
ID=74672763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020122951A RU2743723C1 (en) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | Downhole device drive unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2743723C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU32933U1 (en) * | 2003-04-21 | 2003-09-27 | Открытое Акционерное Общество "Алнас" | Device for hydraulic protection of a submersible oil-filled electric motor |
US6714138B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-03-30 | Aps Technology, Inc. | Method and apparatus for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well |
WO2016032690A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Moog Inc. | Linear motor for pumping |
US20170244294A1 (en) * | 2014-08-29 | 2017-08-24 | Schlumberger Technology Corporation | Equipment including polytetrafluoroethylene |
RU2690238C1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-05-31 | Александр Владимирович Суханов | Rotary controlled system with electric drive for bit rotation speed adjustment |
-
2020
- 2020-07-10 RU RU2020122951A patent/RU2743723C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6714138B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-03-30 | Aps Technology, Inc. | Method and apparatus for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well |
RU32933U1 (en) * | 2003-04-21 | 2003-09-27 | Открытое Акционерное Общество "Алнас" | Device for hydraulic protection of a submersible oil-filled electric motor |
WO2016032690A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Moog Inc. | Linear motor for pumping |
US20170244294A1 (en) * | 2014-08-29 | 2017-08-24 | Schlumberger Technology Corporation | Equipment including polytetrafluoroethylene |
RU2690238C1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-05-31 | Александр Владимирович Суханов | Rotary controlled system with electric drive for bit rotation speed adjustment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100460701C (en) | Magnetic rheological hydraulic flexible starter | |
US10514033B2 (en) | Submersible progressive cavity pump | |
CN101336344B (en) | Seal section oil seal for submersible pump assembly | |
CA2840417C (en) | Well pump with seal section having a labyrinth flow path in a metal bellows | |
CN106639864B (en) | A kind of vibratory impulse pipe nipple | |
CN108412420B (en) | Pulsation type composite impactor | |
CA2707077A1 (en) | Apparatus and method for a hydraulic diaphragm downhole mud motor | |
RU2743723C1 (en) | Downhole device drive unit | |
US9631725B2 (en) | ESP mechanical seal lubrication | |
CN215762282U (en) | High-temperature magnetic pump | |
RU2215139C1 (en) | Generator-multiplier for supply of bottomhole telemetering system | |
CN110259374B (en) | High Wen Yingyan accelerating drilling tool | |
CN204941339U (en) | A kind of anti-brake tool | |
CN208605130U (en) | A kind of antidetonation helicoid hydraulic motor | |
RU2752196C1 (en) | Well pulsator drive unit | |
US3785753A (en) | Electric drives for centrifugal pumps | |
RU2617608C2 (en) | Device and method for interlocking system | |
CN201037517Y (en) | Magnetorheological fluids soft starter | |
CN105546114B (en) | A kind of main shaft seal method of multilevel redundancy | |
WO2021143461A1 (en) | Shearing type mud pulse generating device | |
RU2728561C1 (en) | Hydromechanic submersible reduction gear | |
SU1490268A1 (en) | Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel | |
SU1740602A1 (en) | Downhole motor stabilizer | |
WO2008017210A1 (en) | A mechanical sealing device of motor direct-drive screw pump | |
RU25905U1 (en) | DRIVER-DRIVEN GENERATOR |