RU83804U1 - SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE - Google Patents
SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU83804U1 RU83804U1 RU2009108903/22U RU2009108903U RU83804U1 RU 83804 U1 RU83804 U1 RU 83804U1 RU 2009108903/22 U RU2009108903/22 U RU 2009108903/22U RU 2009108903 U RU2009108903 U RU 2009108903U RU 83804 U1 RU83804 U1 RU 83804U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubular shell
- teeth
- stator
- windows
- helical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
1. Одновинтовая гидромашина, содержащая статор с внутренними винтовыми зубьями 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, при этом статор содержит полый корпус с концевыми резьбовыми переходами, установленную в нем трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, отличающаяся тем, что трубчатая оболочка установлена в корпусе с образованием винтовых камер между внутренней поверхностью полого корпуса и поверхностями впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, причем число камер равно числу зубьев статора, трубчатая оболочка имеет окна, соединяющие винтовые камеры с внутренней поверхностью трубчатой оболочки, пространство окон трубчатой оболочки и пространство камер заполнены эластомером, при этом эластомер прикреплен к поверхностям окон трубчатой оболочки, внутренней поверхности полого корпуса и поверхностям впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки. ! 2. Одновинтовая гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что сечения окон трубчатой оболочки имеют круглую форму. ! 3. Одновинтовая гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что окна трубчатой оболочки имеют продолговатую форму. ! 4. Одновинтовая гидромашина по п.3, отличающаяся 1. Single-screw hydraulic machine containing a stator with internal helical teeth and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of stator teeth, the rotor axis being offset 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 internal the stator teeth in the end section are mutually enveloped, and the moves of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, while the stator contains a hollow body with end threaded feathers moves, installed in it a tubular shell with internal and external helical teeth and a lining fixed therein, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, characterized in that the tubular shell is installed in the housing with the formation of screw chambers between the inner surface of the hollow body and the surfaces of the cavities external helical teeth of the tubular shell, the number of chambers being equal to the number of stator teeth, the tubular shell has windows connecting the helical chambers to the inner surface of the pipe the shell, the space of the windows of the tubular shell and the space of the chambers are filled with an elastomer, while the elastomer is attached to the surfaces of the windows of the tubular shell, the inner surface of the hollow body and the surfaces of the depressions of the outer helical teeth of the tubular shell. ! 2. A single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the cross-sections of the windows of the tubular shell are round in shape. ! 3. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the windows of the tubular shell are elongated. ! 4. Single-screw hydraulic machine according to claim 3, characterized
Description
Полезная модель относится к области горного дела, к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к одновинтовым гидромашинам в виде винтовых забойных двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин, винтовых насосов для добычи нефти и перекачивания жидкостей и также винтовых гидромоторов общего назначения.The utility model relates to the field of mining, to the oil and gas industry, in particular to single-screw hydraulic machines in the form of downhole screw motors for drilling oil and gas wells, screw pumps for oil production and pumping liquids and also general purpose screw motors.
Известна одновинтовая гидромашина, в виде винтового забойного двигателя (см. книгу «Винтовые забойные двигатели» стр.16-28 М.Недра 1999 г, авторы Д.Ф.Балденко, Ф.Д.Балденко, А.Н.Гноевых) содержащего статор с внутренними винтовыми зубьями, выполненными из упруго-эластичного материала, например из резины, и ротор с наружными винтовыми зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев статора. Ось ротора двигателя 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.Known single-screw hydraulic machine, in the form of a downhole motor (see the book "Downhole motors" pp. 16-28 M. Nedra 1999, authors DF Baldenko, FD Baldenko, AN Gnoev) containing a stator with internal helical teeth made of an elastic material, such as rubber, and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of stator teeth. The rotor axis of the motor is offset 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 internal teeth of the stator in the end section are mutually enveloped, and the moves of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth.
Недостатком данного двигателя является неравномерная толщина эластомерной обкладки статора с увеличением толщины эластомера в выступах зубьев статора по отношению к впадинам статора. Это приводит при работе двигателя к неравномерному тепловому расширению эластомерного зуба статора по отношению к впадине статора и повышенному разогреву глубинных слоев эластомера в выступах статора за счет низкого коэффициента теплопроводности эластомера. В нагретых внутренних слоях зубьев продолжается процесс вулканизации эластомера, изменяющий его физические свойства, упругость переходит в хрупкость. В конце концов, различие в свойствах вызывает появление трещин, и последующее разрушение эластомера, что значительно уменьшает ресурс The disadvantage of this engine is the uneven thickness of the elastomeric stator plates with an increase in the elastomer thickness in the protrusions of the stator teeth relative to the stator cavities. This leads to an uneven thermal expansion of the stator elastomeric tooth with respect to the stator cavity and increased heating of the deep layers of the elastomer in the stator protrusions during engine operation due to the low coefficient of thermal conductivity of the elastomer. In the heated inner layers of the teeth, the process of vulcanization of the elastomer continues, changing its physical properties, the elasticity becomes brittle. In the end, the difference in properties causes cracks and subsequent destruction of the elastomer, which significantly reduces the resource
работы двигателя.engine operation.
В современных конструкциях статоров внутренняя сторона стального корпуса статора облицовывается неравномерным по толщине слоем эластомера. Эта неравномерность толщины эластомера затрудняет отвод тепла, приводит к неравномерному расширению эластомера в статоре с нарушением геометрии зацепления. Рабочая нагрузка на зубья статора приводит к изгибу эластомерных зубьев и нарушению профиля зубьев при работе двигателя, заклиниванию зубьев ротора относительно эластомерных зубьев статора при повышении рабочего момента, при этом значительно уменьшается КПД двигателя.In modern designs of stators, the inner side of the stator steel casing is faced with an uneven thickness layer of elastomer. This uneven thickness of the elastomer complicates heat removal, leads to uneven expansion of the elastomer in the stator with a violation of the geometry of the gearing. The working load on the stator teeth leads to bending of the elastomeric teeth and violation of the tooth profile during engine operation, jamming of the rotor teeth relative to the elastomeric stator teeth with an increase in the working moment, while the motor efficiency is significantly reduced.
Известна также конструкция одновинтовой гидромашины в виде винтового забойного двигателя содержащего так называемый «металлический» статор с постоянной толщиной эластомерной обкладки (см. книгу «Винтовые забойные двигатели» стр.200 М.Недра 1999 г, авторы Д.Ф.Балденко, Ф.Д.Балденко, А.Н.Гноевых). В этом двигателе внутренняя поверхность корпуса статора спрофилирована механической обработкой, а приклеенная эластомерная обкладка равномерна по толщине. Однако широкого распространения эти винтовые забойные двигатели не получили в связи с высокой технологической стоимостью изготовления внутренних металлических зубьев статора.Also known is the design of a single-screw hydraulic machine in the form of a downhole motor containing the so-called “metal” stator with a constant thickness of the elastomeric casing (see the book “Downhole motors” p. 200 M. Nedra 1999, authors DF Baldenko, F.D. .Baldenko, A.N. Gnoev). In this engine, the inner surface of the stator housing is profiled by machining, and the glued elastomeric lining is uniform in thickness. However, these downhole screw motors were not widely used due to the high technological cost of manufacturing the internal metal teeth of the stator.
Известна одновинтовая гидромашина (Патент №2283442, приоритет от 11.02.2005 г., авторы В.Н.Андоскин, А.К.Кобелев, Ю.Е.Кириевский) статор которой содержит полый корпус, установленную в нем статорную гильзу, образующую с корпусом изолированную от внешней среды кольцевую полость. В гильзе закреплена обкладка с винтовыми зубьями, выполненная из упругоэластичного материала. Корпус выполнен составным из статорной секции и, по меньшей мере, из двух трубчатых секций, соединенных с гильзой, выполненной в виде трубчатой оболочки с наружными и внутренними винтовыми зубьями, скрепленной каждым краем, например торцом, с двумя краями, например с торцами статорной и A single-screw hydraulic machine is known (Patent No. 2283442, priority 11.02.2005, authors V.N. Andoskin, A.K. Kobelev, Yu.E. Kirievsky) whose stator contains a hollow body, a stator sleeve installed in it forming with the body An annular cavity isolated from the external environment. A liner with helical teeth, made of an elastic material, is fixed in the sleeve. The housing is made integral of the stator section and at least two tubular sections connected to a sleeve made in the form of a tubular shell with external and internal helical teeth, fastened to each edge, for example, an end face, with two edges, for example, to the ends of the stator and
трубчатой секции корпуса при помощи кольцевого сварного шва. Кольцевая полость между наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки и статорной секцией полого корпуса, заполнена твердым, например металлом и (или) упругоэластичным материалом, и (или) жидкостью и (или) газом.tubular section of the body using an annular weld. The annular cavity between the outer helical teeth of the tubular shell and the stator section of the hollow body is filled with solid, for example, metal and (or) elastic material, and (or) liquid and (or) gas.
Недостатком данной одновинтовой гидромашины является крепление к корпусу при помощи кольцевого сварочного шва только краев статорной гильзы выполненной в виде трубчатой оболочки с наружными и внутренними винтовыми зубьями и выполнение корпуса составным с использованием кольцевых сварочных швов. Заполнение, например металлом или упругоэластичным материалом кольцевой полости между наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки и статорной секцией полого корпуса недостаточно закрепляет статорную гильзу в корпусе и служит в основном опорой статорной гильзе для уменьшения амплитуды ее периодического изгиба при работе машины с целью увеличения ресурса усталостной прочности рабочей гильзы. При высоких рабочих моментах создаваемых при работе данной одновинтовой гидромашины, в условиях циклических нагрузок и вибрации при работе долота, периодических упругих изгибов корпуса статора при прохождении искривленных участков скважины, в большинстве случаев при малом ресурсе работы, происходит разрушение кольцевых сварочных швов по краям статорной гильзы и отказ в работе одновинтовой гидромашины.The disadvantage of this single-screw hydraulic machine is that only the edges of the stator sleeve made in the form of a tubular shell with external and internal helical teeth are fastened to the housing with an annular welding seam and the housing is composite using ring welds. Filling, for example, with metal or elastic material of the annular cavity between the external helical teeth of the tubular shell and the stator section of the hollow body, does not sufficiently secure the stator sleeve in the body and serves mainly as a support for the stator sleeve to reduce the amplitude of its periodic bending during machine operation in order to increase the fatigue life of the working sleeve . At high operating moments created during operation of this single-rotor hydraulic machine, under cyclic loads and vibration during operation of the bit, periodic elastic bends of the stator housing when passing curved sections of the well, in most cases, with a small service life, annular welding seams along the edges of the stator sleeve and failure in the operation of a single-screw hydraulic machine.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известная (патент №2318135, опубликован 27.02.2008 г., приоритет 04.05.2006 г., авторы В.Н.Андоскин, С.П.Астафьев, М.А.Пушкарев и др.) одновинтовая гидромашина, статор которой содержит полый корпус, трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями, которая расположена внутри полого корпуса, обкладку из эластомера, которая расположена внутри трубчатой оболочки и скреплена с ее внутренними винтовыми зубьями, а также винтовые The closest in technical essence to the proposed utility model is the known one (patent No. 2318135, published 02.27.2008, priority 04.05.2006, authors V.N. Andoskin, S.P. Astafiev, M.A. Pushkarev, etc. .) a single-screw hydraulic machine, the stator of which contains a hollow body, a tubular shell with internal and external helical teeth, which is located inside the hollow body, an elastomer lining, which is located inside the tubular shell and fastened with its internal helical teeth, as well as screw
демпферы из эластомера, которые расположены в винтовых каналах между наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки, при этом, трубчатая оболочка с внутренними и наружными винтовыми зубьями, а также с обкладкой и винтовыми демпферами из эластомера, установлена внутри полого корпуса с образованием кольцевой камеры между ее наружными винтовыми зубьями, наружной поверхностью винтовых демпферов и внутренней поверхностью полого корпуса, а в кольцевой полости размещена демпферная обкладка из эластомера, скрепленная с внутренней поверхностью полого корпуса, винтовыми демпферами и наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки.dampers made of elastomer, which are located in the screw channels between the outer helical teeth of the tubular shell, while the tubular shell with internal and external helical teeth, as well as the lining and screw dampers of the elastomer, is installed inside the hollow body with the formation of an annular chamber between its outer helical teeth, the outer surface of the screw dampers and the inner surface of the hollow body, and in the annular cavity there is a damper lining of elastomer bonded to the inner surface Strongly hollow body screw dampers and outer helical teeth of the tubular shell.
Недостатком данной одновинтовой гидромашины является технологическая сложность крепления винтовых демпферов из эластомера к поверхности винтовых каналов между наружными винтовыми зубьями трубчатой оболочки. При этом трубчатая оболочка закрепляется относительно полого корпуса лишь поверхностью наружных винтовых зубьев скрепленных с демпферной обкладкой, которая в свою очередь скреплена, с внутренней поверхностью полого корпуса. При работе данной одновинтовой гидромашины в результате длительных циклических нагрузок, чаще всего происходит разрушение крепления между демпферной обкладкой из эластомера и наружными винтовыми зубьями, при этом освобожденная от крепления трубчатая оболочка продольно перемещается относительно винтовых демпферов скрепленных с демпферной обкладкой из эластомера, которая в свою очередь скреплена с внутренней поверхностью полого корпуса, что вызывает отказ в работе одновинтовой гидромашины.The disadvantage of this single-screw hydraulic machine is the technological complexity of attaching screw dampers from elastomer to the surface of the screw channels between the outer helical teeth of the tubular shell. In this case, the tubular shell is fixed relative to the hollow body only by the surface of the external helical teeth fastened with a damper lining, which in turn is bonded to the inner surface of the hollow body. During the operation of this single-rotor hydraulic machine as a result of long cyclic loads, the fastening most often occurs between the damper lining of the elastomer and the external helical teeth, while the tubular shell freed from the fastening moves longitudinally relative to the screw dampers fastened to the damper lining of the elastomer, which in turn is fastened with the inner surface of the hollow body, which causes a failure in the operation of a single-screw hydraulic machine.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения ресурса и надежности одновинтовой гидромашины при эксплуатации, упрощение технологии изготовления, увеличение рабочего момента и КПД одновинтовой гидромашины.The proposed utility model solves the problem of increasing the resource and reliability of a single-screw hydraulic machine during operation, simplifying the manufacturing technology, increasing the working moment and efficiency of a single-screw hydraulic machine.
Этот технический результат достигается тем, что одновинтовая гидромашина, содержит статор с внутренними винтовыми зубьями 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, при этом статор содержит полый корпус с концевыми резьбовыми переходами, установленную в нем трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, в одновинтовой гидромашине трубчатая оболочка установлена в корпусе с образованием винтовых камер между внутренней поверхностью полого корпуса и поверхностями впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, причем число камер равно числу зубьев статора, трубчатая оболочка имеет окна, соединяющие винтовые камеры с внутренней поверхностью трубчатой оболочки, пространство окон трубчатой оболочки и пространство камер заполнены эластомером, при этом эластомер прикреплен к поверхностям окон трубчатой оболочки, внутренней поверхности полого корпуса и поверхностям впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки.This technical result is achieved in that the single-screw hydraulic machine contains a stator with internal helical teeth 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 offset from the stator axis by an eccentricity equal to half the radial height of the teeth, profiles the outer teeth of the rotor and the internal teeth of the stator in the end section are mutually enveloped, and the moves of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, while the stator soda there is a hollow body with end threaded transitions, a tubular shell installed in it with internal and external helical teeth and a lining fixed therein, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, in a single-screw hydraulic machine, the tubular shell is installed in the housing with the formation of screw chambers between the inner surface the hollow body and the surfaces of the hollows of the outer helical teeth of the tubular shell, the number of chambers being equal to the number of stator teeth, the tubular shell has windows connecting Suitable screw chamber with an inner surface of the tubular shell, the tubular shell space windows and space chambers are filled with an elastomer, wherein the elastomer is attached to the surfaces of the windows of the tubular shell, the inner surface of the hollow body and outer surfaces of the depressions of helical teeth of the tubular shell.
Технический результат сохраняется, когда сечения окон трубчатой оболочки имеют круглую форму.The technical result is preserved when the sections of the windows of the tubular shell are round in shape.
Технический результат также сохраняется, когда окна трубчатой оболочки имеют продолговатую форму.The technical result is also preserved when the windows of the tubular shell are elongated.
Технический результат сохраняется, также, когда окна трубчатой оболочки выполнены винтовыми и когда при этом направления винтовых окон трубчатой оболочки и направления винтовых внутренних зубьев трубчатой оболочки, пересекаются или совпадают.The technical result is retained also when the windows of the tubular shell are helical and when the directions of the helical windows of the tubular shell and the directions of the helical internal teeth of the tubular shell intersect or coincide.
Технический результат сохраняется, когда при этом кромки образованные пересечением поверхностей окон трубчатой оболочки с наружной и внутренней поверхностями трубчатой оболочки, скруглены.The technical result is preserved when the edges formed by the intersection of the surfaces of the windows of the tubular shell with the outer and inner surfaces of the tubular shell are rounded.
Отличительными признаками предлагаемой одновинтовой гидромашины от указанной выше, наиболее близкой к ней, является следующее:Distinctive features of the proposed single-screw hydraulic machine from the above, closest to it, is the following:
Во-первых, одновинтовая гидромашина, содержит статор с внутренними винтовыми зубьями 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, при этом статор содержит полый корпус с концевыми резьбовыми переходами, установленную в нем трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, в одновинтовой гидромашине трубчатая оболочка установлена в корпусе с образованием винтовых камер между внутренней поверхностью полого корпуса и поверхностями впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки, причем число камер равно числу зубьев статора, трубчатая оболочка имеет окна, соединяющие винтовые камеры с внутренней поверхностью трубчатой оболочки, пространство окон трубчатой оболочки и пространство камер заполнены эластомером, при этом эластомер прикреплен к поверхностям окон трубчатой оболочки, внутренней поверхности полого корпуса и поверхностям впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки.Firstly, a single-rotor hydraulic machine contains a stator with internal helical teeth and a rotor with external helical teeth, the number of which is one less than the number of stator teeth, the rotor axis being offset 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 internal teeth of the stator in the end section are mutually enveloped, and the moves of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their number of teeth, while the stator contains a hollow body with end threaded with transitions, a tubular shell installed in it with internal and external helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, in a single-screw hydraulic machine, the tubular shell is installed in the housing with the formation of screw chambers between the inner surface of the hollow body and the surfaces of the depressions external helical teeth of the tubular shell, the number of chambers being equal to the number of stator teeth, the tubular shell has windows connecting the helical chambers to the inner surface the surface of the tubular shell, the space of the windows of the tubular shell and the space of the chambers are filled with an elastomer, while the elastomer is attached to the surfaces of the windows of the tubular shell, the inner surface of the hollow body and the surfaces of the depressions of the outer helical teeth of the tubular shell.
Такое выполнение одновинтовой гидромашины позволяет более надежно закрепить трубчатую оболочку с внутренними и наружными винтовыми зубьями, внутри полого корпуса, при дополнительном This embodiment of a single-screw hydraulic machine allows you to more securely fix the tubular shell with internal and external helical teeth, inside the hollow body, with an additional
креплении эластомера к поверхностям окон трубчатой оболочки и креплении эластомера к внутренней поверхности полого корпуса и поверхностям впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки.attaching the elastomer to the surfaces of the windows of the tubular shell and attaching the elastomer to the inner surface of the hollow body and the surfaces of the depressions of the outer helical teeth of the tubular shell.
Этим повышается ресурс и надежность одновинтовой гидромашины при эксплуатации.This increases the resource and reliability of a single-screw hydraulic machine during operation.
Упрощается технология изготовления, с использованием одной рабочей пресс-формы для заполнения эластомером пространства камер и окон трубчатой оболочки и формировании при этом внутренней поверхности обкладки, при креплении эластомера к поверхностям окон трубчатой оболочки, внутренней поверхности полого корпуса, поверхностям впадин наружных винтовых зубьев трубчатой оболочки и внутренней поверхности трубчатой оболочки.The manufacturing technology is simplified, using one working mold for filling the space of the chambers and windows of the tubular shell with an elastomer and forming the inner surface of the lining, when fixing the elastomer to the surfaces of the windows of the tubular shell, the inner surface of the hollow body, the surfaces of the hollows of the outer helical teeth of the tubular shell and the inner surface of the tubular shell.
Также увеличивается ресурс, рабочий момент и КПД одновинтовой гидромашины при использовании трубчатой оболочки с окнами с закрепленной в трубчатой оболочке обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера.The resource, operating time and efficiency of a single-screw hydraulic machine also increases when using a tubular shell with windows with a lining fixed in the tubular shell, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer.
Во-вторых, когда сечения окон трубчатой оболочки имеют круглую форму, увеличивается надежность закрепления трубчатой оболочки с внутренними и наружными винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Secondly, when the sections of the windows of the tubular shell are round, the reliability of fixing the tubular shell with internal and external helical teeth in the hollow stator housing increases.
В-третьих, когда окна трубчатой оболочки имеют продолговатую форму, также увеличивается надежность закрепления трубчатой оболочки с внутренними и наружными винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Thirdly, when the windows of the tubular shell are elongated, the reliability of fixing the tubular shell with internal and external helical teeth in the hollow stator housing also increases.
В-четвертых, когда окна трубчатой оболочки выполнены винтовыми и этом направления винтовых окон трубчатой оболочки и направления винтовых внутренних зубьев трубчатой оболочки, пересекаются или совпадают, увеличивается надежность закрепления трубчатой оболочки с внутренними и наружными винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Fourthly, when the windows of the tubular shell are helical and the directions of the helical windows of the tubular shell and the directions of the helical internal teeth of the tubular shell intersect or coincide, the reliability of fixing the tubular shell with internal and external helical teeth in the hollow stator housing increases.
В-пятых, когда при этом кромки образованные пересечением поверхностей окон трубчатой оболочки с наружной и внутренней поверхностями трубчатой оболочки, скруглены, также увеличивается Fifth, when the edges formed by the intersection of the surfaces of the windows of the tubular shell with the outer and inner surfaces of the tubular shell are rounded, it also increases
надежность закрепления трубчатой оболочки с внутренними и наружными винтовыми зубьями в полом корпусе статора.reliability of fixing the tubular shell with internal and external helical teeth in the hollow stator housing.
Одновинтовая гидромашина иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-7.A single-screw hydraulic machine is illustrated by the drawings shown in figures 1-7.
На фиг.1 показан общий вид одновинтовой гидромашины.Figure 1 shows a General view of a single-screw hydraulic machine.
На фиг.2 показано сечение А-А общего вида одновинтовой гидромашины.Figure 2 shows a section aa of a General view of a single-screw hydraulic machine.
На фиг.3 показана аксонометрия статора и ротора одновинтовой гидромашины.Figure 3 shows a perspective view of the stator and rotor of a single-screw hydraulic machine.
На фиг.4 показаны сечения окон трубчатой оболочки, имеющие круглую форму.Figure 4 shows the cross-section of the windows of the tubular shell having a circular shape.
На фиг.5 показаны окна трубчатой оболочки, имеющие продолговатую форму.Figure 5 shows the windows of the tubular shell having an elongated shape.
На фиг.6 показано, когда направления винтовых окон трубчатой оболочки и направления винтовых внутренних зубьев трубчатой оболочки, совпадают.Figure 6 shows when the directions of the helical windows of the tubular shell and the directions of the helical internal teeth of the tubular shell coincide.
На фиг.7 показано, когда направления винтовых окон трубчатой оболочки и направления винтовых внутренних зубьев трубчатой оболочки, пересекаются.7 shows when the directions of the helical windows of the tubular shell and the directions of the helical internal teeth of the tubular shell intersect.
Одновинтовая гидромашина содержит статор 1 с внутренними винтовыми зубьями 2 и ротор 3 с наружными винтовыми зубьями 4, число которых на единицу меньше числа зубьев 2 статора 1, причем ось O1-O1 ротора 3 смещена относительно оси O2-O2 статора 1 на величину эксцентриситета Е, равную половине радиальной высоты h зубьев 2,4, профили наружных зубьев 4 ротора 3 и внутренних зубьев 2 статора 1 в торцевом сечении выполнены взаимно огибаемыми, а ходы Тр и Тст винтовых зубьев 4 и 2 ротора 3 и статора 1 пропорциональны их числам зубьев 4 и 2, при этом статор 1 содержит полый корпус 5 с концевыми резьбовыми переходами 6 и 7, установленную в нем трубчатую оболочку 8 с внутренними и наружными винтовыми зубьями 9 и 10 и закрепленной в The single-screw hydraulic machine contains a stator 1 with internal helical teeth 2 and a rotor 3 with external helical teeth 4, the number of which is one less than the number of teeth 2 of stator 1, and the axis O 1 -O 1 of rotor 3 is offset relative to the axis O 2 -O 2 of stator 1 by the value of the eccentricity E, equal to half the radial height h of the teeth 2.4, the profiles of the outer teeth 4 of the rotor 3 and the inner teeth 2 of the stator 1 in the end section are mutually enveloped, and the moves Tr and Tst of the helical teeth 4 and 2 of the rotor 3 and stator 1 are proportional to their the number of teeth 4 and 2, while the stator 1 contains m hollow body 5 with the end threaded passages 6 and 7 mounted therein a tubular casing 8 with the inner and outer helical teeth 9 and 10 and fixed in
ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера 11, в одновинтовой гидромашине трубчатая оболочка 8 установлена в корпусе 5 с образованием винтовых камер 12 между внутренней поверхностью полого корпуса 5 и поверхностями впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8, причем число камер 12 равно числу зубьев 2 статора 1, трубчатая оболочка 8 имеет окна 14, соединяющие винтовые камеры 12 с внутренней поверхностью трубчатой оболочки 8, пространство окон 14 трубчатой оболочки 8 и пространство камер 12 заполнены эластомером 11, при этом эластомер 11 прикреплен к поверхностям окон 14 трубчатой оболочки 8, внутренней поверхности полого корпуса 5 и поверхностям впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8.her lining, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer 11, in a single-screw hydraulic machine, the tubular shell 8 is installed in the housing 5 with the formation of screw chambers 12 between the inner surface of the hollow body 5 and the surfaces of the depressions 13 of the outer helical teeth 10 of the tubular shell 8, and the number of chambers 12 is equal to the number of teeth 2 of the stator 1, the tubular shell 8 has windows 14 connecting the screw chambers 12 to the inner surface of the tubular shell 8, the space of the windows 14 of the tubular shell 8 and the space of the chambers 12 olneny elastomer 11, the elastomer 11 attached to the surfaces of the windows 14 of the tubular envelope 8, the inner surface of the hollow body 5 and the outer surfaces of the depressions 13 of helical teeth 10 of the tubular shell 8.
Сечения окон 14 трубчатой оболочки 8 имеют круглую форму.(фиг.4)The cross sections of the windows 14 of the tubular shell 8 are round in shape. (FIG. 4)
Окна 14 трубчатой оболочки 8 имеют продолговатую форму, (фиг.5)Windows 14 of the tubular shell 8 have an elongated shape, (figure 5)
Окна 14 трубчатой оболочки 8 выполнены винтовыми, (фиг.6, 7)The windows 14 of the tubular shell 8 are made screw, (6, 7)
Направления винтовых окон 14 трубчатой оболочки 8 и направления винтовых внутренних зубьев 9 трубчатой оболочки 8, совпадают, (фиг.6)The directions of the helical windows 14 of the tubular shell 8 and the directions of the helical internal teeth 9 of the tubular shell 8 are the same (Fig. 6)
Направления винтовых окон 14 трубчатой оболочки 8 и направления винтовых внутренних зубьев 9 трубчатой оболочки 8, пересекаются, (фиг.7)The directions of the helical windows 14 of the tubular shell 8 and the directions of the helical internal teeth 9 of the tubular shell 8 intersect (Fig. 7)
Кромки 15 образованные пересечением поверхностей окон 14 трубчатой оболочки 8 с наружной и внутренней поверхностями трубчатой оболочки 8, скруглены.The edges 15 formed by the intersection of the surfaces of the windows 14 of the tubular shell 8 with the outer and inner surfaces of the tubular shell 8 are rounded.
Одновинтовая гидромашина в режиме забойного двигателя работает следующим образом.A single-screw hydraulic machine in the downhole motor mode operates as follows.
Рабочая жидкость, подаваемая под давлением с дневной поверхности по колонне бурильных труб (не показана), поступает в верхнюю часть одновинтовой гидромашины, и в результате винтового направления зубьев 2 и 4 статора 1 и ротора 3 под действием неуравновешенных гидравлических сил, ротор 3 приводится во вращение, при этом его ось О1-O1 вращается вокруг оси О2-О2 статора 1 против часовой стрелки по The working fluid supplied under pressure from the day surface through the drill pipe string (not shown) enters the upper part of the single-screw hydraulic machine, and as a result of the helical direction of the teeth 2 and 4 of the stator 1 and rotor 3 under the influence of unbalanced hydraulic forces, the rotor 3 is rotated while its axis O 1 -O 1 rotates around the axis O 2 -O 2 of the stator 1 counterclockwise
окружности радиуса Е, а сам ротор 3 поворачивается относительно своей оси O1-O1 по часовой стрелке. Изгибающие нагрузки от стенок скважины, а также нагрузки сжатия и растяжения от колонны бурильных труб и забоя воспринимает полый корпус 5 статора 1. Окружная сила, пропорциональная развиваемому крутящему моменту ротора, воспринимается внутренними винтовыми зубьями 9 трубчатой оболочки 8 через обкладку из эластомера 11, скрепленной с внутренними винтовыми зубьями 9 трубчатой оболочки 8. Окружная сила замыкается на полый корпус 5 статора 1, закрепленный на колонне бурильных труб (не показаны) через эластомер 11 заполняющий пространство окон 14 трубчатой оболочки 8 и пространство винтовых камер 12 между внутренней поверхностью полого корпуса 5 и поверхностями впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8, при прикреплении эластомера 11 к поверхностям окон 14 трубчатой оболочки 8, внутренней поверхности полого корпуса 5 и поверхностей впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8. В местах расположения окон 14 трубчатой оболочки 8 эластомер 11 имеет улучшенную податливость, при увеличенной в них глубине эластомера 11, который заполняет здесь пространство от внутренней поверхности статора 1, сформированной эластомером 11 до внутренней поверхности полого корпуса 5 статора 1. Рабочая жидкость, приводящая во вращение ротор 3, содержит абразивный шлам в виде иногда крупных до нескольких миллиметров в сечении частиц, например осколков породы, крупных частиц песка и т.д.a circle of radius E, and the rotor 3 itself rotates about its axis O 1 -O 1 clockwise. The hollow body 5 of the stator 1 perceives bending loads from the walls of the borehole, as well as compression and tensile loads from the drill pipe string and the bottom hole. The circumferential force, proportional to the developed torque of the rotor, is perceived by the internal helical teeth 9 of the tubular shell 8 through the lining of elastomer 11 bonded to internal helical teeth 9 of the tubular shell 8. The peripheral force closes on the hollow body 5 of the stator 1, mounted on a drill pipe string (not shown) through the elastomer 11 filling the space of the windows 14 the tubular shell 8 and the space of the helical chambers 12 between the inner surface of the hollow body 5 and the surfaces of the cavities 13 of the outer helical teeth 10 of the tubular shell 8, when attaching the elastomer 11 to the surfaces of the windows 14 of the tubular shell 8, the inner surface of the hollow body 5 and the surfaces of the hollows 13 of the external helical teeth 10 of the tubular shell 8. At the locations of the windows 14 of the tubular shell 8, the elastomer 11 has improved compliance, with an increased depth of elastomer 11 in them, which fills the space from the inside the surface of the stator 1, formed by the elastomer 11 to the inner surface of the hollow body 5 of the stator 1. The working fluid, which rotates the rotor 3, contains abrasive slurry in the form of sometimes large particles up to several millimeters in section, for example fragments of rock, large particles of sand, etc. d.
Эти крупные абразивные частицы при вращении ротора 3, обычно попадают в двигающийся силовой контакт зацепления зубьев 4 ротора 3 с внутренними винтовыми зубьями 2 статора 1, облицованными эластомером 11, разрушая эластомер 11. Когда одновинтовая гидромашина выполнена в соответствии с вышеописанной, большинство крупных абразивных частиц шлама вдавливаются в эластомер 11 в местах расположения окон 14 трубчатой оболочки 8 статора 1, при повышенной в них податливости These large abrasive particles during rotation of the rotor 3, usually fall into the moving force contact of the meshing of the teeth 4 of the rotor 3 with the internal helical teeth 2 of the stator 1, lined with elastomer 11, destroying the elastomer 11. When a single-screw hydraulic machine is made as described above, most large abrasive particles of sludge are pressed into the elastomer 11 at the locations of the windows 14 of the tubular shell 8 of the stator 1, with increased compliance
эластомера 11 связанной с увеличенной глубиной эластомера 11. Затем при дальнейшем вращении ротора 3 и движении силового контакта поверхности ротора 3 и поверхности эластомера 11 облицовывающего внутреннюю поверхность трубчатой оболочки 8 абразивные частицы освобождаются без разрушения эластомера 11. Таким образом значительно увеличивается ресурс и надежность данной одновинтовой гидромашины при эксплуатации.elastomer 11 associated with an increased depth of elastomer 11. Then, with further rotation of the rotor 3 and the force contact of the surface of the rotor 3 and the surface of the elastomer 11 facing the inner surface of the tubular shell 8, the abrasive particles are released without destroying the elastomer 11. This greatly increases the life and reliability of this single-rotor hydraulic machine during operation.
При наличии окон 14 трубчатой оболочки 8 значительно упрощается технология надежного закрепления трубчатой оболочки 8 относительно полого корпуса 5, с использованием одной рабочей пресс-формы для заполнения эластомером 11 пространства винтовых камер 12 и окон 14 трубчатой оболочки 8 и формировании при этом внутренней поверхности обкладки эластомером 11, при креплении эластомера 11 к поверхностям окон 14 трубчатой оболочки 8, внутренней поверхности полого корпуса 5, поверхностям впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8 и внутренней поверхности трубчатой оболочки 8.With the windows 14 of the tubular shell 8, the technology of reliably securing the tubular shell 8 relative to the hollow body 5 is greatly simplified, using one working mold to fill the space of the screw chambers 12 and the windows 14 of the tubular shell 8 with the elastomer 11 and forming the inner surface of the lining with the elastomer 11 when attaching the elastomer 11 to the surfaces of the windows 14 of the tubular shell 8, the inner surface of the hollow body 5, the surfaces of the depressions 13 of the outer helical teeth 10 of the tubular shell 8 and the inner her surface of the tubular shell 8.
Прикрепление эластомера 11 к поверхностям окон 14 трубчатой оболочки 8, внутренней поверхности полого корпуса 5, и поверхностям впадин 13 наружных винтовых зубьев 10 трубчатой оболочки 8, надежно закрепляет трубчатую оболочку 8 в полом корпусе 5 статора 1.Attaching the elastomer 11 to the surfaces of the windows 14 of the tubular shell 8, the inner surface of the hollow body 5, and the surfaces of the depressions 13 of the outer helical teeth 10 of the tubular shell 8, reliably fixes the tubular shell 8 in the hollow body 5 of the stator 1.
Также увеличивается ресурс, рабочий момент и КПД одновинтовой гидромашины при использовании трубчатой оболочки 8 с окнами 14 с закрепленной в трубчатой оболочке 8 обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера 11.The resource, operating time and efficiency of a single-screw hydraulic machine also increases when using a tubular shell 8 with windows 14 with a lining fixed in the tubular shell 8, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer 11.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108903/22U RU83804U1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108903/22U RU83804U1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU83804U1 true RU83804U1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41026269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108903/22U RU83804U1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU83804U1 (en) |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108903/22U patent/RU83804U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2607833C2 (en) | Downhole motors and pumps with asymmetric helical teeth | |
| RU2318135C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| US11821288B2 (en) | Hydraulic tools, drilling systems including hydraulic tools, and methods of using hydraulic tools | |
| RU2283442C1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2362880C1 (en) | Stator of helical gerotor type hydraulic machine | |
| RU2373364C2 (en) | Stator of screw gerotor machine | |
| GB2525500B (en) | Asymmetric lobes for motors and pumps | |
| RU2388894C1 (en) | Screw gerotor machine | |
| RU83803U1 (en) | SCREW GEROTOR HYDRAULIC MACHINE | |
| RU83804U1 (en) | SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE | |
| RU73015U1 (en) | SCREW HYDRAULIC MACHINE | |
| RU2402692C1 (en) | One-screw hydraulic machine | |
| RU2388893C1 (en) | Screw gerotor hydraulic machine | |
| RU79314U1 (en) | SCREW BOTTOM STATOR | |
| RU84439U1 (en) | SCREW GEROTOR MACHINE | |
| RU2402693C1 (en) | One-screw hydraulic machine | |
| RU104629U1 (en) | SCREW BOTTOM STATOR | |
| RU83806U1 (en) | SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE | |
| RU2710338C1 (en) | Hydraulic downhole motor | |
| RU2287655C1 (en) | Screw downhole motor | |
| RU216555U1 (en) | Stator of screw gerotor hydraulic machine | |
| RU2361997C1 (en) | Helical stator of gerotor hydraulic machine | |
| RU2283416C1 (en) | Screw gerotor hydromachine stator | |
| RU2652725C1 (en) | Stator of screw gyratory hydraulic machine | |
| RU2285823C1 (en) | Stator for screw gerotor hydraulic machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2009108822 Country of ref document: RU Effective date: 20101027 |