RU2821684C1 - Screw hydraulic machine - Google Patents

Screw hydraulic machine Download PDF

Info

Publication number
RU2821684C1
RU2821684C1 RU2023120895A RU2023120895A RU2821684C1 RU 2821684 C1 RU2821684 C1 RU 2821684C1 RU 2023120895 A RU2023120895 A RU 2023120895A RU 2023120895 A RU2023120895 A RU 2023120895A RU 2821684 C1 RU2821684 C1 RU 2821684C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
stator
fabric
rotor
hydraulic machine
Prior art date
Application number
RU2023120895A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Валерьевич Шардаков
Алексей Николаевич Гостев
Original Assignee
Михаил Валерьевич Шардаков
Алексей Николаевич Гостев
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Валерьевич Шардаков, Алексей Николаевич Гостев filed Critical Михаил Валерьевич Шардаков
Application granted granted Critical
Publication of RU2821684C1 publication Critical patent/RU2821684C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drilling equipment.
SUBSTANCE: invention relates to screw hydraulic machines and can be used in oil and gas, mining and other industries. Helical hydraulic machine comprises stator 2 consisting of housing 1 with fixed lining 3 with internal helical teeth 4, made of an elastic material, and rotor 5 with external helical teeth 6, the number of which is by one less than the number of teeth 4. Axis of rotor 5 is displaced relative to the axis of stator 2 by the value of eccentricity equal to half the radial height of teeth 4, 6. Profiles of external teeth 6 and internal teeth 4 in end section are made mutually bendable. Moves of helical teeth 4, 6 are proportional to their number of teeth 4, 6. Surface of teeth 4 is lined with at least one protective layer 7 of fabric. Fabric is used from synthetic, artificial and natural industrial fibers. Fabric material is made more durable than elastic material of teeth 4, and is attached to them with adhesive with volumetric filling of space between fibers and (or) threads of fabric with elastic material of teeth 4.
EFFECT: invention is aimed at increasing service life, working moment and efficiency of screw hydraulic machine.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к винтовым забойным двигателям и винтовым насосам, и может быть использовано в нефтегазодобывающей, горной и других отраслях промышленности.The invention relates to downhole motors and screw pumps, and can be used in oil and gas production, mining and other industries.

Известен статор винтового забойного двигателя, описанного в книге авторов Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко, А.Н. Гноевых «Одновинтовые гидравлические машины» (М., ООО «ИРЦ Газпром» - 2007, т. 2, стр. 166). Статор содержит трубчатый полый корпус и закрепленную в нем резиновую обкладку с внутренними винтовыми зубьями, которые взаимодействуют с размещенным внутри статора стальным ротором с наружными зубьями, число которых на единицу меньше количества зубьев статора.The stator of a downhole motor is known, described in the book by the authors D.F. Baldenko, F.D. Baldenko, A.N. Gnoyev “Single-screw hydraulic machines” (M., OOO “IRTS Gazprom” - 2007, vol. 2, p. 166). The stator contains a tubular hollow body and a rubber lining fixed in it with internal helical teeth, which interact with a steel rotor located inside the stator with external teeth, the number of which is one less than the number of stator teeth.

Недостатком конструкции статора является то, что при работе двигателя резиновые зубья статора, подвергаясь значительным нагрузкам со стороны зубьев ротора, деформируются, при этом нарушается геометрия зацепления, резина разогревается из-за внутреннего трения в ней, снижается КПД двигателя. Из-за низкой теплопроводности резины в обкладке возникает перегрев, разрушаются зубья. Поверхность резиновой обкладки зубьев подвержена интенсивному износу при работе с абразивным буровым раствором. Резиновая обкладка подвержена растрескиванию, разрыву что вызывает малую наработку двигателя. Для снижения напряжений увеличивают длину статора и ротора, что приводит к увеличению материалоемкости, трудоемкости изготовления, цены двигателя.The disadvantage of the stator design is that during engine operation, the rubber teeth of the stator, subjected to significant loads from the rotor teeth, are deformed, and the geometry of the engagement is disrupted, the rubber heats up due to internal friction in it, and the engine efficiency decreases. Due to the low thermal conductivity of rubber, overheating occurs in the lining and the teeth are destroyed. The surface of the rubber lining of the teeth is subject to intense wear when working with abrasive drilling fluid. The rubber lining is susceptible to cracking and rupture, which causes low engine operating hours. To reduce stresses, the length of the stator and rotor is increased, which leads to an increase in material consumption, manufacturing complexity, and engine price.

Известен также двигатель, описанный в этой же монографии Д.Ф. Балденко и др. «Одновинтовые гидравлические машины» том 2 «Винтовые забойные двигатели» стр. 67-68, М. 2007 г. В этом двигателе для повышения жесткости зубьев статора на внутренней поверхности остова выполнены внутренние металлические зубья, на которые наносится упругоэластичная обкладка с расчетным профилем зуба. Металлическая часть зуба позволяет уменьшить толщину упругоэластичной обкладки, что увеличивает жесткость зубьев, уменьшает деформацию и разогрев резины, позволяет передавать на долото более высокий крутящий момент. Однако, в этом двигателе также имеет низкую стойкость упругоэластичная обкладка статора, оформляющая рабочую поверхность внутренних зубьев статора. Поверхность упругоэластичной обкладки зубьев подвержена интенсивному износу при работе с абразивным буровым раствором. Упругоэластичная обкладка также подвержена растрескиванию, разрыву что вызывает малую наработку двигателя.The engine described in the same monograph by D.F. is also known. Baldenko et al. “Single-screw hydraulic machines” volume 2 “Screw downhole motors” pp. 67-68, M. 2007. In this engine, to increase the rigidity of the stator teeth, internal metal teeth are made on the inner surface of the frame, onto which an elastic lining with calculated tooth profile. The metal part of the tooth makes it possible to reduce the thickness of the elastic-elastic lining, which increases the rigidity of the teeth, reduces deformation and heating of the rubber, and allows higher torque to be transmitted to the bit. However, in this engine the elastic stator lining, which forms the working surface of the internal stator teeth, also has low durability. The surface of the elastic-elastic lining of the teeth is subject to intense wear when working with abrasive drilling fluid. The elastic lining is also susceptible to cracking and rupture, which causes low engine operating hours.

В качестве прототипа выбрана известная винтовая гидромашина по RU 2299966 С2, автор Шардаков М.В, опубликовано 27.05.2007 г., бюл. №15, с наиболее близкими совокупными признаками к предлагаемому изобретению. Известный винтовой забойный двигатель, содержит опорный узел, статор с внутренними винтовыми зубьями, облицованными резиной, и ротор с наружными винтовыми зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев статора, причем ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, равную половине радиальной высоты зубьев, профили наружных зубьев ротора и внутренних зубьев статора в торцевом сечении выполнены взаимно огибаемыми, а ходы винтовых зубьев ротора и статора пропорциональны их числам зубьев. Недостаток данной винтовой гидромашины заключается в низкой прочности упруго эластичного поверхностного слоя внутренних винтовых зубьев, облицованных резиной. При низкой прочности упруго эластичного поверхностного слоя внутренних винтовых зубьев, зубья статора при рабочих нагрузках, подвержены растрескиванию и разрыву, что вызывает малую наработку двигателя. Также низкая прочность упруго эластичной обкладки статора способствует увеличенному изгибу зубьев при рабочих нагрузках гидромашины, искажению при этом профиля зубьев и нарушении геометрии зацепления, что значительно снижает рабочий момент и КПД двигателя.The well-known screw hydraulic machine according to RU 2299966 C2, author M.V. Shardakov, published May 27, 2007, bull. No. 15, with the closest overall characteristics to the proposed invention. The known screw downhole motor contains a support unit, a stator with internal helical teeth lined with rubber, and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of stator teeth, and the rotor axis is shifted relative to the stator axis by an eccentricity value equal to half the radial height of the teeth , the profiles of the external teeth of the rotor and the internal teeth of the stator in the end section are made mutually enveloping, and the strokes of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth. The disadvantage of this screw hydraulic machine is the low strength of the elastic surface layer of the internal screw teeth lined with rubber. With low strength of the elastic surface layer of the internal screw teeth, the stator teeth under operating loads are susceptible to cracking and rupture, which causes low engine operating hours. Also, the low strength of the elastic stator lining contributes to increased bending of the teeth under operating loads of the hydraulic machine, distortion of the tooth profile and disruption of the engagement geometry, which significantly reduces the operating torque and efficiency of the engine.

Задачей предлагаемого изобретения является создание статора, применение которого в винтовой гидромашине, по сравнению с прототипом, увеличивает ресурс, рабочий момент и КПД винтовой гидромашины.The objective of the proposed invention is to create a stator, the use of which in a screw hydraulic machine, in comparison with the prototype, increases the service life, operating torque and efficiency of the screw hydraulic machine.

Указанная задача решается тем, что винтовая гидромашина содержит статор, состоящий из корпуса статора с закрепленной в корпусе обкладкой с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из упругоэластичного материала и ротор с наружными винтовыми зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев обкладки статора, причем ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, равную половине радиальной высоты зубьев, профили наружных зубьев ротора и внутренних зубьев статора в торцовом сечении выполнены взаимоогибаемыми, а ходы винтовых зубьев ротора и статора пропорциональны их числам зубьев, при этом поверхность внутренних винтовых зубьев обкладки статора облицована, по меньшей мере, одним защитным слоем ткани, при этом ткань применена из синтетических, искусственных и натуральных промышленных волокон, причем материал ткани выполнен более прочным, чем упругоэластичный материал зубьев обкладки и прикреплен к ним адгезивом с объемным заполнением пространства между волокнами и (или) нитями ткани упругоэластичным материалом зубьев. Задача решается и тогда, когда ткань имеет в своем составе арамидные волокна и (или) нити. Указанная задача решается и тогда, когда ткань имеет ячеистую структуру и когда толщина защитного слоя выполнена меньше половины высоты зуба статора.This problem is solved by the fact that the screw hydraulic machine contains a stator consisting of a stator housing with a lining with internal helical teeth fixed in the housing, made of elastic material, and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of teeth of the stator lining, and the rotor axis is displaced relative to the stator axis by an eccentricity equal to half the radial height of the teeth, the profiles of the outer teeth of the rotor and the inner teeth of the stator in the end section are made mutually encircling, and the strokes of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, while the surface of the inner helical teeth of the stator lining is lined, according to at least one protective layer of fabric, wherein the fabric is used from synthetic, artificial and natural industrial fibers, and the fabric material is made stronger than the elastic material of the facing teeth and is attached to them with an adhesive with volumetric filling of the space between the fibers and (or) threads of the fabric elastic tooth material. The problem is also solved when the fabric contains aramid fibers and (or) threads. This problem is also solved when the fabric has a cellular structure and when the thickness of the protective layer is less than half the height of the stator tooth.

Отличительными признаками предлагаемой винтовой гидромашины от указанного выше наиболее близкого к нему прототипа, являются следующие.The distinctive features of the proposed screw hydraulic machine from the above-mentioned prototype that is closest to it are the following.

Во-первых, винтовая гидромашина содержит статор, состоящий из корпуса статора с закрепленной в корпусе обкладкой с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из упругоэластичного материала и ротор с наружными винтовыми зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев обкладки статора, причем ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, равную половине радиальной высоты зубьев, профили наружных зубьев ротора и внутренних зубьев статора в торцовом сечении выполнены взаимоогибаемыми, а ходы винтовых зубьев ротора и статора пропорциональны их числам зубьев, при этом поверхность внутренних винтовых зубьев обкладки статора облицована, по меньшей мере, одним защитным слоем ткани, при этом ткань применена из синтетических, искусственных и натуральных промышленных волокон, причем материал ткани выполнен более прочным, чем упругоэластичный материал зубьев обкладки и прикреплен к ним адгезивом с объемным заполнением пространства между волокнами и (или) нитями ткани упругоэластичным материалом зубьев.Firstly, the screw hydraulic machine contains a stator consisting of a stator housing with a lining with internal screw teeth fixed in the housing, made of an elastic material, and a rotor with external screw teeth, the number of which is one less than the number of teeth of the stator lining, and the rotor axis is offset relative to the axis stator by an eccentricity value equal to half the radial height of the teeth, the profiles of the outer teeth of the rotor and the internal teeth of the stator in the end section are made mutually encircling, and the strokes of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, while the surface of the inner helical teeth of the stator lining is lined with at least , one protective layer of fabric, wherein the fabric is used from synthetic, artificial and natural industrial fibers, and the fabric material is made stronger than the elastic material of the lining teeth and is attached to them with an adhesive with volumetric filling of the space between the fibers and (or) threads of the fabric with elastic material teeth

При таком исполнении винтовой гидромашины, более прочный чем эластомер, защитный слой ткани, прикрепленный к поверхности зубьев статора воспринимает на себя силовые изгибающие нагрузки, действующие на зубья при бурении, оказывает сопротивление изгибу зубьев при работе двигателя. Этим повышается КПД двигателя, увеличивается его рабочий момент. Особенно это проявляется при увеличении прочности защитного слоя ткани. Также защитный слой выполняет роль гибкой бронезащиты упругоэластичных зубьев от абразивных частиц песка в буровом растворе, препятствует растрескиванию и отрыву зубьев статора. Этим увеличивается ресурс работы гидромашины.With this design of the screw hydraulic machine, a protective layer of fabric, stronger than an elastomer, attached to the surface of the stator teeth absorbs the bending loads acting on the teeth during drilling and resists bending of the teeth during engine operation. This increases the efficiency of the engine and increases its operating torque. This is especially evident when the strength of the protective layer of fabric increases. The protective layer also acts as a flexible armor protection of the elastic teeth from abrasive sand particles in the drilling fluid and prevents cracking and tearing of the stator teeth. This increases the service life of the hydraulic machine.

Во-вторых, когда защитный слой выполнен из ткани, имеющей в своем составе арамидные волокна и (или) нити, защитный слой ткани также выполняет роль бронезащиты упругоэластичных зубьев от абразивных частиц песка в буровом растворе. В этом случае, при значительном увеличении прочности защитного слоя, кратно уменьшается абразивный износ зубьев, исключается отрыв зубьев с увеличением при этом ресурса двигателя. Защитный слой в этом случае также воспринимает на себя силовые изгибающие нагрузки, действующие на зубья при бурении, сопротивляется изгибу зубьев при работе двигателя за счет повышенной прочности слоя, при этом повышается КПД двигателя, увеличивается его рабочий момент.Secondly, when the protective layer is made of fabric containing aramid fibers and (or) threads, the protective layer of fabric also serves as armor protection for the elastic teeth from abrasive sand particles in the drilling fluid. In this case, with a significant increase in the strength of the protective layer, abrasive wear of the teeth is greatly reduced, and tooth separation is eliminated with an increase in engine life. The protective layer in this case also absorbs the force bending loads acting on the teeth during drilling, resists the bending of the teeth during engine operation due to the increased strength of the layer, while the efficiency of the engine increases and its operating torque increases.

В-третьих, когда ткань имеет ячеистую структуру и толщина защитного слоя выполнена меньше половины высоты зуба статора, достигается более прочное закрепление слоя ткани на поверхности зубьев объемным заполнением пространства ячеек между волокнами и (или) нитями ткани упругоэластичным материалом зубьев, что увеличивает ресурс гидромашины.Thirdly, when the fabric has a cellular structure and the thickness of the protective layer is less than half the height of the stator tooth, a more durable fastening of the fabric layer on the surface of the teeth is achieved by volumetric filling of the cell space between the fibers and (or) threads of the fabric with elastic material of the teeth, which increases the service life of the hydraulic machine.

Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-4The invention is illustrated by the drawings shown in FIGS. 1-4

На фиг. 1 показано сечение статора и ротора винтовой гидромашины, поверхность внутренних винтовых зубьев упругоэластичной обкладки статора облицована защитным слоем ткани.In fig. Figure 1 shows a cross-section of the stator and rotor of a screw hydraulic machine; the surface of the internal screw teeth of the elastic-elastic lining of the stator is lined with a protective layer of fabric.

На фиг. 2 показано сечение статора и ротора винтовой гидромашины, при этом статор выполнен с уменьшенной толщиной упругоэластичной обкладки, поверхность внутренних винтовых зубьев упругоэластичной обкладки статора облицована защитным слоем ткани.In fig. Figure 2 shows a cross-section of the stator and rotor of a screw hydraulic machine, while the stator is made with a reduced thickness of the elastic lining, the surface of the internal screw teeth of the elastic lining of the stator is lined with a protective layer of fabric.

На фиг. 3 показана пресс форма для изготовления статора с защитным слоем на поверхности зубьев обкладки с литниковыми отверстиями, расположенными на одном крае пресс формы.In fig. Figure 3 shows a mold for manufacturing a stator with a protective layer on the surface of the lining teeth with gating holes located on one edge of the mold.

На фиг. 4 показана пресс форма для изготовления статора с защитным слоем на поверхности зубьев обкладки с литниковыми отверстиями, расположенными в середине пресс формы.In fig. Figure 4 shows a mold for manufacturing a stator with a protective layer on the surface of the lining teeth with gating holes located in the middle of the mold.

Винтовая гидромашина, (фиг. 1, 2) содержит статор 2, состоящий из корпуса 1 статора 2 с закрепленной в корпусе обкладкой 3 с внутренними винтовыми зубьями 4, выполненной из упругоэластичного материала и ротор 5 с наружными винтовыми зубьями 6, число которых на единицу меньше числа зубьев 4 обкладки 3 статора 2, причем ось О-О ротора 5 смещена относительно оси O1-O1 статора 2 на величину эксцентриситета Е, равную половине радиальной высоты h зубьев 4,6, профили наружных зубьев 6 ротора 5 и внутренних зубьев 4 статора 2 в торцовом сечении выполнены взаимоогибаемыми, а ходы винтовых зубьев 4,6 ротора 5 и статора 2 пропорциональны их числам зубьев 4,6, поверхность внутренних винтовых зубьев 4 обкладки 3 статора 2 облицована, по меньшей мере, одним защитным слоем 7 ткани, при этом ткань применена из синтетических, искусственных и натуральных промышленных волокон, причем материал слоя 7 ткани выполнен более прочным, чем упругоэластичный материал зубьев 4 обкладки 3 и прикреплен к ним адгезивом и объемным заполнением пространства между волокнами и (или) нитями ткани упругоэластичным материалом зубьев 4. Ткань имеет в своем составе арамидные волокна и (или) нити, ткань имеет ячеистую структуру, толщина защитного слоя 7 выполнена меньше половины высоты h зуба 4 статора 2.The screw hydraulic machine (Fig. 1, 2) contains a stator 2, consisting of a housing 1 of a stator 2 with a lining 3 fixed in the housing with internal screw teeth 4 made of elastic material and a rotor 5 with external screw teeth 6, the number of which is one less the number of teeth 4 of the lining 3 of the stator 2, and the O-O axis of the rotor 5 is shifted relative to the O 1 -O 1 axis of the stator 2 by an eccentricity value E equal to half the radial height h of the teeth 4.6, the profiles of the external teeth 6 of the rotor 5 and the internal teeth 4 stator 2 in the end section is made mutually encircling, and the strokes of the helical teeth 4,6 of the rotor 5 and stator 2 are proportional to their number of teeth 4,6, the surface of the internal helical teeth 4 of the cover 3 of the stator 2 is lined with at least one protective layer 7 of fabric, with In this case, the fabric is used from synthetic, artificial and natural industrial fibers, and the material of the fabric layer 7 is made stronger than the elastic material of the teeth 4 of the lining 3 and is attached to them with an adhesive and volumetric filling of the space between the fibers and (or) threads of the fabric with the elastic material of the teeth 4. The fabric contains aramid fibers and (or) threads, the fabric has a cellular structure, the thickness of the protective layer 7 is less than half the height h of the tooth 4 of the stator 2.

Статор винтовой гидромашины изготавливается с применением пресс формы (фиг 3, 4) для изготовления статора винтовой гидромашины 2 с защитным слоем 7 на поверхности зубьев 4 обкладки 3, Пресс форма характеризуется тем, что она содержит концентрично установленные с образованием кольцевой оформляющей рабочей полости 8 корпус 1 статора 2, сердечник 9 с наружными зубьями 10, центрирующие корпус втулки 11, установленные по торцам сердечника 9, фиксирующие гайки 12, литниковые отверстия 13 для возможности залива в кольцевую оформляющую полость 8 упругоэластичного материала 16, выполненные в середине (фиг. 4) или с одного из краев (фиг. 3) пресс формы, в оформляющей рабочей полости 8 вокруг зубьев сердечника 9 уложена по меньшей мере, в один слой 7, ткань с образованием рукава 14.The stator of a screw hydraulic machine is manufactured using a mold (Figs. 3, 4) for the manufacture of a stator of a screw hydraulic machine 2 with a protective layer 7 on the surface of the teeth 4 of the plating 3. The mold is characterized by the fact that it contains a housing 1 concentrically installed to form a ring-shaped working cavity 8 stator 2, core 9 with external teeth 10, housing-centering bushings 11 installed at the ends of the core 9, fixing nuts 12, sprue holes 13 for the possibility of pouring elastic material 16 into the annular forming cavity 8, made in the middle (Fig. 4) or with one of the edges (Fig. 3) of the mold, in the forming working cavity 8 around the teeth of the core 9, fabric is laid in at least one layer 7 to form a sleeve 14.

Способ изготовления статора с гибким защитным слоем на поверхности зубьев обкладки, осуществляют следующим образом: выполняют пресс форму в соответствии с выше описанной, через литниковые отверстия 13 пресс формы заливают упругоэластичный материал 16 между корпусом 1 статора 2 и защитным слоем 7 в оформляющей рабочей полости 8 пресс формы, нагревают пресс форму до температуры вулканизации упругоэластичного материала 16, выдерживают при этой температуре до окончания процесса вулканизации, охлаждают пресс форму, извлекают сердечник 9 пресс формы из статора 2. При этом защитный слой 7 на поверхности зубьев 4 закрепляется в процессе заливки упругоэластичного материала 16. При заливке рукав 14 из защитного слоя 7 под воздействием движения заливаемого между корпусом 1 статора 2 и рукавом 14 упругоэластичного материала, облегает зубья 10 сердечника 9 пресс формы, прижимается к ним, облицовывая поверхность зубьев 4 обкладки 3. Способ позволяет произвести изготовление статора 2 с защитным слоем 7 ткани на поверхности его упругоэластичных зубьев 4. При заливке рукав 14 из ткани под воздействием движения заливаемого между корпусом 1 статора 2 и рукавом упругоэластичного материала, облегает зубья сердечника пресс формы, прижимается к ним, облицовывая поверхность зубьев 4 обкладки 3, а упругоэластичный материал зубьев 4 при этом заполняет пространства между волокнами и (или) нитями ткани обеспечивая ее надежное крепление к поверхности зубьев 4 обкладки 3, это упрощает технологию и уменьшает стоимость винтовой гидромашины. Заливка производится за один раз, одним составом упругоэластичного материала с использованием одной пресс формы, это также упрощает технологию и уменьшает стоимость винтовой гидромашины.The method for manufacturing a stator with a flexible protective layer on the surface of the lining teeth is carried out as follows: a mold is made in accordance with the above described, through the gating holes 13 of the mold, elastic material 16 is poured between the housing 1 of the stator 2 and the protective layer 7 in the forming working cavity 8 of the press molds, heat the mold to the vulcanization temperature of the elastic material 16, maintain at this temperature until the end of the vulcanization process, cool the mold, remove the core 9 of the mold from the stator 2. In this case, the protective layer 7 on the surface of the teeth 4 is fixed in the process of pouring the elastic material 16 When pouring, the sleeve 14 from the protective layer 7, under the influence of the movement of the elastic material poured between the housing 1 of the stator 2 and the sleeve 14, fits the teeth 10 of the core 9 of the mold, is pressed against them, covering the surface of the teeth 4 of the plating 3. The method makes it possible to produce a stator 2 with protective layer 7 of fabric on the surface of its elastic teeth 4. When pouring, the sleeve 14 made of fabric, under the influence of the movement of the elastic material poured between the housing 1 of the stator 2 and the sleeve, fits the teeth of the mold core, is pressed against them, covering the surface of the teeth 4 of the lining 3, and the elastic the material of the teeth 4 fills the spaces between the fibers and (or) threads of the fabric, ensuring its reliable fastening to the surface of the teeth 4 of the lining 3, this simplifies the technology and reduces the cost of the screw hydraulic machine. Filling is done at a time, with one composition of elastic material using one mold, this also simplifies the technology and reduces the cost of the screw hydraulic machine.

Винтовая гидромашина (фиг. 2), при ее использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток рабочей текучей среды под давлением по колонне бурильных труб (не показаны) подается в винтовые камеры 15 образованные винтовыми зубьями 4 обкладки 3 статора 2 и винтовыми зубьями 6 ротора 5. В винтовых камерах при высоком давлении рабочей текучей среды, воздействующем на боковые поверхности винтовых зубьев 4 и 6, создается крутящий момент, приводящий во вращение ротор 5. Защитный слой 7 выполняет роль гибкой бронезащиты упругоэластичных зубьев 4 обкладки 3 статора 2 от абразивных частиц песка в буровом растворе, препятствует изгибу и отрыву зубьев, при этом сохраняется эластичность зубьев 4 необходимая для работы двигателя и кратно уменьшается абразивный износ зубьев 4 с увеличением ресурса двигателя.The screw hydraulic machine (Fig. 2), when used in a downhole screw motor, operates as follows: the flow of working fluid under pressure along the drill pipe string (not shown) is fed into the screw chambers 15 formed by the screw teeth 4 of the stator plate 3 2 and the screw teeth 6 rotor 5. In the screw chambers, at high pressure of the working fluid acting on the side surfaces of the screw teeth 4 and 6, a torque is created that causes the rotor 5 to rotate. The protective layer 7 acts as a flexible armor protection of the elastic teeth 4 of the plating 3 of the stator 2 from abrasive particles sand in the drilling fluid, prevents bending and separation of the teeth, while maintaining the elasticity of the teeth 4, necessary for engine operation, and the abrasive wear of the teeth 4 is significantly reduced with increasing engine life.

Винтовая гидромашина (фиг. 1), при ее использовании в винтовом насосе работает следующим образом: ротор 5 принудительно приводится во вращение относительно статора 2, например, через колонну штанг (не показаны). Винтовые камеры 15 образованные винтовыми зубьями 4 обкладки 3 статора 2 и винтовыми зубьями 6 ротора 5, при вращении ротора 5 перемещаются вдоль статора 2, при этом перемещая перекачиваемую среду вдоль статора 2.The screw hydraulic machine (Fig. 1), when used in a screw pump, operates as follows: the rotor 5 is forced into rotation relative to the stator 2, for example, through a column of rods (not shown). The screw chambers 15 formed by the screw teeth 4 of the plate 3 of the stator 2 and the screw teeth 6 of the rotor 5, when the rotor 5 rotates, move along the stator 2, while moving the pumped medium along the stator 2.

Защитный слой 7 выполняет роль гибкой бронезащиты упругоэластичных зубьев 4 обкладки 3 статора 2 от абразивных частиц песка в перекачиваемой среде, препятствует изгибу и отрыву зубьев, при этом сохраняется эластичность зубьев 4 необходимая для работы насоса и кратно уменьшается абразивный износ зубьев 4 с увеличением ресурса насоса.The protective layer 7 acts as a flexible armor protection of the elastic teeth 4 of the plating 3 of the stator 2 from abrasive sand particles in the pumped medium, prevents bending and tearing of the teeth, while maintaining the elasticity of the teeth 4 necessary for the operation of the pump and the abrasive wear of the teeth 4 decreases significantly with increasing pump life.

Claims (4)

1. Винтовая гидромашина, содержащая статор, состоящий из корпуса статора с закрепленной в корпусе обкладкой с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из упругоэластичного материала и ротор с наружными винтовыми зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев обкладки статора, причем ось ротора смещена относительно оси статора на величину эксцентриситета, равную половине радиальной высоты зубьев, профили наружных зубьев ротора и внутренних зубьев статора в торцовом сечении выполнены взаимоогибаемыми, а ходы винтовых зубьев ротора и статора пропорциональны их числам зубьев, отличающаяся тем, что поверхность внутренних винтовых зубьев обкладки статора облицована по меньшей мере одним защитным слоем ткани, при этом ткань применена из синтетических, искусственных и натуральных промышленных волокон, причем материал ткани выполнен более прочным, чем упругоэластичный материал зубьев обкладки, и прикреплен к ним адгезивом с объемным заполнением пространства между волокнами и (или) нитями ткани упругоэластичным материалом зубьев.1. A screw hydraulic machine containing a stator consisting of a stator housing with a lining with internal helical teeth fixed in the housing, made of elastic material, and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of teeth of the stator lining, and the rotor axis is offset relative to the stator axis by an eccentricity value equal to half the radial height of the teeth, the profiles of the outer teeth of the rotor and the inner teeth of the stator in the end section are made mutually encircling, and the strokes of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, characterized in that the surface of the inner helical teeth of the stator lining is lined with at least one protective layer of fabric, wherein the fabric is used from synthetic, artificial and natural industrial fibers, and the fabric material is made stronger than the elastic material of the lining teeth, and is attached to them with an adhesive with volumetric filling of the space between the fibers and (or) threads of the fabric with elastic material teeth 2. Винтовая гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что ткань имеет в своем составе арамидные волокна и (или) нити.2. Screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the fabric contains aramid fibers and (or) threads. 3. Винтовая гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что ткань имеет ячеистую структуру.3. Screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the fabric has a cellular structure. 4. Винтовая гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что толщина защитного слоя выполнена меньше половины высоты зуба статора.4. The screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the thickness of the protective layer is less than half the height of the stator tooth.
RU2023120895A 2023-08-08 Screw hydraulic machine RU2821684C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2821684C1 true RU2821684C1 (en) 2024-06-26

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102681A (en) * 1997-10-15 2000-08-15 Aps Technology Stator especially adapted for use in a helicoidal pump/motor
RU2299966C2 (en) * 2005-08-18 2007-05-27 Михаил Валерьевич Шардаков Screw downhole motor
US7517202B2 (en) * 2005-01-12 2009-04-14 Smith International, Inc. Multiple elastomer layer progressing cavity stators
WO2013071005A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Schlumberger Canada Limited Reinforced directional drilling assemblies and methods of forming same
RU2678265C2 (en) * 2014-02-18 2019-01-24 РЕМЕ ТЕКНОЛОДЖИС, ЭлЭлСи Graphene enhanced elastomeric stator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102681A (en) * 1997-10-15 2000-08-15 Aps Technology Stator especially adapted for use in a helicoidal pump/motor
US7517202B2 (en) * 2005-01-12 2009-04-14 Smith International, Inc. Multiple elastomer layer progressing cavity stators
RU2299966C2 (en) * 2005-08-18 2007-05-27 Михаил Валерьевич Шардаков Screw downhole motor
WO2013071005A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Schlumberger Canada Limited Reinforced directional drilling assemblies and methods of forming same
RU2678265C2 (en) * 2014-02-18 2019-01-24 РЕМЕ ТЕКНОЛОДЖИС, ЭлЭлСи Graphene enhanced elastomeric stator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9309767B2 (en) Reinforced stators and fabrication methods
US8734141B2 (en) Stator/rotor assemblies having enhanced performance
US6604922B1 (en) Optimized fiber reinforced liner material for positive displacement drilling motors
RU2607833C2 (en) Downhole motors and pumps with asymmetric helical teeth
EP0894195B1 (en) Progressive cavity pumps using composite materials
CA2397164C (en) Progressive cavity helical device
CA2532756C (en) Multiple elastomer layer progressing cavity stators
EP1333151B1 (en) Liner of optimized thickness for positive displacement drilling motors
RU2283442C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
AU1382399A (en) Progressive cavity motors using composite materials
RU2318135C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
CN103857867A (en) Downhole motors and pumps with improved stators and methods of making and using same
RU161029U1 (en) HOROTOR SCREW HYDRAULIC STATOR
RU2733589C1 (en) Downhole motor manufacturing method
RU2821684C1 (en) Screw hydraulic machine
RU222521U1 (en) Screw hydraulic machine with an armor-protective layer of aramid fabric - Kevlar on the surface of the stator teeth
CN103878547B (en) A kind of processing method of screw type oil-well stator
US20060131079A1 (en) Composite motor stator
RU2417300C1 (en) Laminar stator of hydraulic machine (versions), injection mould and method for its production
EP1406016A1 (en) Progressive cavity pumps using composite materials
RU226330U1 (en) Mold for surface relief reinforcement of elastomeric teeth of the stator of a screw hydraulic machine with wear-resistant fabric
RU2402693C1 (en) One-screw hydraulic machine
RU2710338C1 (en) Hydraulic downhole motor
RU104629U1 (en) SCREW BOTTOM STATOR
RU2287655C1 (en) Screw downhole motor