RU83806U1

RU83806U1 - SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE

Info

Publication number: RU83806U1
Application number: RU2009108906/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Валерьевич Шардаков; Сергей Владимирович Пономарев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Павловский машзавод"
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-06-20

Abstract

1. Одновинтовая гидравлическая машина, 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 с зазором гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, отличающаяся тем, что наружная поверхность гильзы и внутренняя поверхность полого корпуса имеют неровности глубиной или высотой как минимум 0,1 мм, при этом неровности облегают сплав, закрепляющий гильзу относительно корпуса и заполняющий зазор между внутренней поверхностью полого корпуса и наружной поверхностью гильзы, сплав имеет температуру плавления, составляющую 0,05-0,75 температуры плавления материала полого корпуса статора, например как сплав на основе олова, цинка, алюминия или меди. ! 2. Одновинтовая гидравлическая машина по п.1, отличающаяся тем, что неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора выполнены в виде выступов и (или) углублений треугольной или иной формы. ! 3. Одновинтовая гидравлическая машина по п.1, отличающаяся тем, что неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней 1. A 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, and the rotor axis is displaced 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 of the internal teeth of the stator in the end section are mutually bendable, and the strokes of the helical teeth of the rotor and stator are proportional to their numbers of teeth, while the stator contains a hollow body with end threaded transitions, a sleeve installed in it with a gap with internal helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, characterized in that the outer surface of the sleeve and the inner surface of the hollow body have irregularities with a depth or height of at least 0.1 mm, while the irregularities fit the alloy that secures the sleeve relative to the body and fills the gap between the inner surface With the hollow body and the outer surface of the sleeve, the alloy has a melting point of 0.05-0.75 of the melting point of the material of the hollow stator body, for example, as an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper. ! 2. A single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of protrusions and (or) recesses of a triangular or other shape. ! 3. A single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к одновинтовым гидравлическим машинам 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 oil and gas industry, in particular to single-rotor 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 гидравлическая машина, 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.A single-screw hydraulic machine is known in the form of a downhole motor (see the book "Downhole motors" p. 16-28 M. Nedra 1999, authors DF Baldenko, FD Baldenko, AN Gnoev) containing a stator with internal helical teeth made of an elastic material, for example 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 данной одновинтовой гидравлической машины является неравномерная толщина эластомерной обкладки статора с увеличением толщины эластомера в выступах зубьев статора по отношению к впадинам статора. Это приводит при работе машины 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 работы машины.The disadvantage of this single-rotor hydraulic machine is the uneven thickness of the elastomeric stator lining with an increase in elastomer thickness in the protrusions of the stator teeth relative to the stator troughs. This leads to a non-uniform 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 operation of the machine 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 the subsequent destruction of the elastomer, which significantly reduces the life of the machine.

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 машины, заклиниванию зубьев ротора относительно эластомерных зубьев статора при повышении рабочего момента, при этом значительно уменьшается КПД одновинтовой гидравлической машины.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 machine operation, jamming of the rotor teeth relative to the elastomeric stator teeth with increasing working moment, while the efficiency of a single-screw hydraulic machine is significantly reduced.

Известна также конструкция одновинтовой гидравлической машины 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. Gneoyev). 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.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известная (патент №2320838, опубликован 27.03.2008 г., приоритет 07.10.2006 г., авторы В.Г.Воробьев, Ю.В.Захаров, А.Л.Попов и др.) одновинтовая гидравлическая машина, статор которой включает полый цилиндрический корпус с концевыми переходами, установленную в нем гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, полый цилиндрический корпус и гильза выполнены цельными, гильза снабжена отверстиями в зоне впадин винтовых зубьев, установлена в корпусе на винтах с кольцевым зазором, который заполнен эластомером через отверстия в гильзе, при этом The closest in technical essence to the proposed utility model is known (patent No. 2320838, published March 27, 2008, priority October 7, 2006, authors V.G. Vorobyov, Yu.V. Zakharov, A.L. Popov, etc. .) a single-screw hydraulic machine, the stator of which includes a hollow cylindrical body with end transitions, a sleeve installed in it with internal helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, the hollow cylindrical body and sleeve are made integral, the sleeve is equipped with it is provided with holes in the area of the hollows of the helical teeth, is installed in the housing on screws with an annular gap, which is filled with an elastomer through the holes in the sleeve, while

в обоих концевых переходах корпуса установлена ступенчатая втулка, заплечико которой упирается в торец гильзы и снабжено уплотнением, а наружная поверхность другой ступени меньшего диаметра поджимает концевой участок обкладки к внутренней поверхности гильзы. Недостатком данной одновинтовой гидравлической машины является использование винтов для установки гильзы в полом корпусе, что требует выполнения резьбовых отверстий в полом корпусе статора для размещения винтов. Отверстия в полом корпусе статора являются концентраторами напряжений при периодических упругих изгибах корпуса статора при прохождении искривленных участков скважины. Иногда при малом ресурсе работы, возможно образование усталостной трещины в зоне резьбовых отверстий корпуса статора, вызывающее последующее разрушение корпуса и отказ в работе одновинтовой гидравлической машины. Отверстия в полом корпусе статора также могут вызвать утечку бурового раствора через эти отверстия, их последующий размыв и отказ в работе одновинтовой гидравлической машины при утечке бурового раствора. Это приводит к необходимости применения в этой конструкции, ступенчатых втулок с уплотнениями, установленных в концевых переходах корпуса, что приводит к удорожанию и снижению надежности одновинтовой гидравлической машины.a step sleeve is installed in both end transitions of the housing, the shoulder of which abuts against the end face of the sleeve and is provided with a seal, and the outer surface of the other step of a smaller diameter compresses the end section of the lining to the inner surface of the sleeve. The disadvantage of this single-rotor hydraulic machine is the use of screws to install the sleeves in the hollow body, which requires threaded holes in the hollow stator housing to accommodate the screws. The holes in the hollow stator housing are stress concentrators for periodic elastic bends of the stator housing during the passage of curved sections of the well. Sometimes with a short service life, the formation of a fatigue crack in the area of the threaded holes of the stator housing is possible, causing subsequent destruction of the housing and failure of the single-screw hydraulic machine. Holes in the hollow housing of the stator can also cause drilling fluid leakage through these holes, their subsequent erosion and failure of the single-screw hydraulic machine during leakage of the drilling fluid. This leads to the necessity of using stepped bushings with seals installed in the end transitions of the housing in this design, which leads to an increase in the cost and reliability of a single-screw hydraulic machine.

Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности одновинтовой гидравлической машины, упрощение технологии изготовления, увеличение рабочего момента и КПД одновинтовой гидравлической машины.The proposed utility model solves the problem of improving the reliability of a single-rotor hydraulic machine, simplifying manufacturing technology, increasing the working moment and efficiency of a single-rotor hydraulic machine.

Этот технический результат достигается тем, что одновинтовая гидравлическая машина, 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 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, the rotor axis being offset relative to the stator axis by an eccentricity equal to half the radial height of the teeth, profiles of the outer teeth of the rotor and internal

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 с зазором гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, в одновинтовой гидравлической машине наружная поверхность гильзы и внутренняя поверхность полого корпуса имеют неровности глубиной или высотой, как минимум 0,1 миллиметра, при этом неровности облегает сплав, закрепляющий гильзу относительно корпуса и заполняющий зазор между внутренней поверхностью полого корпуса и наружной поверхностью гильзы, сплав имеет температуру плавления, составляющую 0,05-0,75 температуры плавления материала полого корпуса статора, например как сплав на основе олова, цинка, алюминия или меди.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 transitions, a sleeve with internal helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape, installed in it its inner surface and made of elastomer, in a single-screw hydraulic machine, the outer surface of the sleeve and the inner surface of the hollow body have irregularities of depth or height, at least 0.1 mm, while the irregularities are encircled by the alloy, fixing the sleeve relative to the body and filling the gap between the inner surface of the hollow body and the outer surface of the sleeve, the alloy has a melting point of 0.05-0.75 the melting temperature of the material of the hollow stator housing, for example as an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

Технический результат сохраняется, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде выступов и (или) углублений треугольной или иной формы.The technical result is retained when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of protrusions and (or) recesses of a triangular or other shape.

Технический результат также сохраняется, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде канавок.The technical result is also preserved when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of grooves.

Технический результат сохраняется, также, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде пересекающихся канавок.The technical result is retained also when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of intersecting grooves.

Технический результат сохраняется, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с отклонениями взаимного расположения поверхностей.The technical result is preserved when irregularities on the outer surface of the stator liner and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative positions of the surfaces.

Технический результат также сохраняется, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями формы поверхностей.The technical result is also preserved when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the shape of the surfaces.

Технический результат сохраняется, также, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями размеров поверхностей.The technical result is preserved, also, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of surface sizes.

Технический результат сохраняется, когда винтовая героторная машина выполнена в соответствии с вышеописанной и при этом переходные поверхности неровностей на наружной поверхности гильзы статора и переходные поверхности неровностей на внутренней поверхности полого корпуса статора, скруглены.The technical result is preserved when the screw gerotor machine is made in accordance with the above, while the transition surfaces of the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the transition surfaces of the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are rounded.

Отличительными признаками предлагаемой одновинтовой гидравлической машины 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 гидравлическая машина, 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 с зазором гильзу с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, в одновинтовой гидравлической машине наружная поверхность гильзы и внутренняя поверхность полого корпуса имеют неровности глубиной или высотой, как минимум 0,1 миллиметра, 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 external tooth profiles the rotor and internal 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 an end and threaded transitions, a sleeve installed in it with a gap with internal 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 outer surface of the sleeve and the inner surface of the hollow body have irregularities of depth or height, at least 0.1 mm

при этом неровности облегает сплав, закрепляющий гильзу относительно корпуса и заполняющий зазор между внутренней поверхностью полого корпуса и наружной поверхностью гильзы, сплав имеет температуру плавления, составляющую 0,05-0,75 температуры плавления материала полого корпуса статора, например как сплав на основе олова, цинка, алюминия или меди.while the irregularities are encircled by the alloy, fixing the sleeve relative to the housing and filling the gap between the inner surface of the hollow body and the outer surface of the sleeve, the alloy has a melting point of 0.05-0.75 the melting temperature of the material of the hollow stator housing, for example, as an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

Такое выполнение одновинтовой гидравлической машины позволяет герметично и более надежно закрепить гильзу с внутренними винтовыми зубьями, внутри полого корпуса. При использовании сплава имеющего температуру плавления, составляющую 0,05-0,85 температуры плавления материала полого корпуса статора, заполнение сплавом зазора между внутренней поверхностью полого корпуса и наружной поверхностью гильзы и при этом облегание сплавом неровностей наружной поверхности гильзы и внутренней поверхности полого корпуса, создает прочное неразъемное соединение гильзы с корпусом при рабочих температурах одновинтовой гидравлической машины. При использовании гильзы с внутренними винтовыми зубьями и закрепленной в ней обкладкой, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, также увеличивается рабочий момент и КПД одновинтовой гидравлической машины. Упрощается конструкция машины и технология изготовления, при отсутствии необходимости применения в этой конструкции ступенчатых втулок с уплотнениями, в концевых переходах корпуса и применения винтов для установки гильзы.This embodiment of a single-screw hydraulic machine allows hermetically and more securely fasten the sleeve with internal helical teeth, inside the hollow body. When using an alloy having a melting temperature of 0.05-0.85 the melting temperature of the material of the hollow housing of the stator, filling the gap with the alloy between the inner surface of the hollow housing and the outer surface of the liner and at the same time encircling the roughness of the outer surface of the liner and the inner surface of the hollow housing with the alloy creates durable one-piece connection of the sleeve with the housing at operating temperatures of a single-screw hydraulic machine. When using a sleeve with internal helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, the working moment and efficiency of a single-screw hydraulic machine also increase. The design of the machine and the manufacturing technology are simplified, if there is no need to use stepped bushings with seals in this design, in the end transitions of the housing and the use of screws for installing the sleeve.

Во-вторых, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде выступов и (или) углублений треугольной или иной формы, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними зубьями в полом корпусе статора.Secondly, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of protrusions and (or) recesses of a triangular or other shape, the reliability of fixing the stator sleeve with internal teeth in the hollow stator housing also increases.

В-третьих, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, Thirdly, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing,

выполнены в виде канавок, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.made in the form of grooves, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

В-четвертых, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде пересекающихся канавок, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Fourthly, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of intersecting grooves, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

В-пятых, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с отклонениями взаимного расположения поверхностей, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Fifthly, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative positions of the surfaces, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

В-шестых, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями формы поверхностей, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Sixth, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the surface shape, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

В-седьмых, когда неровности на наружной поверхности гильзы статора и неровности на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями размеров поверхностей, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Seventhly, when irregularities on the outer surface of the stator sleeve and irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of surface sizes, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

В-восьмых, когда при этом переходные поверхности неровностей на наружной поверхности гильзы статора и переходные поверхности неровностей на внутренней поверхности полого корпуса статора, скруглены, также увеличивается надежность закрепления гильзы статора с внутренними винтовыми зубьями в полом корпусе статора.Eighth, when the transition surfaces of the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the transition surfaces of the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are rounded, the reliability of fixing the stator sleeve with internal helical teeth in the hollow stator housing also increases.

Одновинтовая гидравлическая машина иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-13.Single-screw hydraulic machine is illustrated by the drawings shown in figures 1-13.

На фиг.1 показан общий вид одновинтовой гидравлической машины.Figure 1 shows a General view of a single-screw hydraulic machine.

На фиг.2 показано сечение А-А общего вида одновинтовой гидравлической машины.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 гидравлической машины.Figure 3 shows a perspective view of the stator and rotor of a single-screw hydraulic machine.

На фиг.4 показаны углубления неровностей, выполненные на внутренней поверхности полого корпуса статора, с глубиной S.Figure 4 shows the deepening irregularities made on the inner surface of the hollow stator housing, with a depth S.

На фиг.5 показаны выступы неровностей, выполненные на внутренней поверхности полого корпуса статора, с высотой F.Figure 5 shows the protrusions of irregularities made on the inner surface of the hollow stator housing, with a height F.

На фиг.6 показаны неровности в виде пересекающихся канавок, выполненные на внутренней поверхности полого корпуса статора.Figure 6 shows the irregularities in the form of intersecting grooves made on the inner surface of the hollow stator housing.

На фиг.7 показаны скругленные переходные поверхности неровностей, на внутренней поверхности полого корпуса статора.Figure 7 shows the rounded transition surfaces of the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing.

На фиг.8 показаны неровности, на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с отклонениями взаимного расположения поверхностей.On Fig shows irregularities on the inner surface of the hollow stator housing, made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative positions of the surfaces.

На фиг.9 показаны неровности на наружной поверхности гильзы статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с отклонениями взаимного расположения поверхностей.Figure 9 shows the irregularities on the outer surface of the stator liner, made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative positions of the surfaces.

На фиг.10 показаны неровности, на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями формы поверхностей.Figure 10 shows the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing, made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the shape of the surfaces.

На фиг.11 показаны неровности на наружной поверхности гильзы статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями формы поверхностей.Figure 11 shows the irregularities on the outer surface of the stator liner, made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the shape of the surfaces.

На фиг.12 показаны неровности, на внутренней поверхности полого корпуса статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями размеров поверхностей.On Fig shows irregularities on the inner surface of the hollow stator housing, made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of surface sizes.

На фиг.13 показаны неровности, на наружной поверхности гильзы статора, выполненные в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями размеров поверхностей.On Fig shows irregularities on the outer surface of the stator liner, made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the dimensions of the surfaces.

Одновинтовая гидравлическая машина (фиг.1), 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 (фиг.2), 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 (фиг.1) 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 с зазором гильзу 8 с внутренними винтовыми зубьями 9 и закрепленной в ней обкладкой 10, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, в одновинтовой гидравлической машине наружная поверхность 11 гильзы 8 и внутренняя поверхность 12 полого корпуса 5 имеют неровности 13 глубиной или высотой, как минимум 0,1 миллиметра, при этом неровности 13 облегает сплав 14, закрепляющий гильзу 8 относительно корпуса 5 и заполняющий зазор 15 между внутренней поверхностью 12 полого корпуса 5 и наружной поверхностью 11 гильзы 8, сплав 14 имеет температуру плавления, составляющую 0,05-0,75 температуры плавления материала полого корпуса 5 статора 1, например как сплав на основе олова, цинка, алюминия или меди.A single-screw hydraulic machine (Fig. 1) 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 the stator 1, and the axis O ₁ -O _{1 of the} rotor 3 is offset relative to the O axis _2- O _{2 of} stator 1 by the amount of eccentricity E (Fig. 2), 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 (Fig. 1) Tr and Tst of helical teeth 4 and 2 of rotor 3 and stator 1 are proportional to their number of teeth 4 and 2, while the stator 1 comprises a hollow body 5 with end threaded transitions 6 and 7, a sleeve 8 with internal screw teeth 9 and a lining 10 fixed therein, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, for a single-screw hydraulic machine, the outer surface 11 of the sleeve 8 and the inner surface 12 of the hollow body 5 have irregularities 13 of a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the irregularities 13 are surrounded by an alloy 14, fixing the sleeve 8 relative to the housing 5 and filling OP 15 between the inner surface 12 of the hollow body 5 and the outer surface 11 of the sleeve 8, the alloy 14 has a melting temperature of 0.05-0.75 the melting temperature of the material of the hollow body 5 of the stator 1, for example, as an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1,

выполнены в виде выступов 16 и (или) углублений 17 треугольной или иной формы. (фиг.4 и фиг.5)made in the form of protrusions 16 and (or) recesses 17 of a triangular or other shape. (Fig. 4 and Fig. 5)

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, выполнены в виде канавок 18.(фиг.6)Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1, are made in the form of grooves 18. (Fig.6)

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, выполнены в виде пересекающихся канавок 18. (фиг.6)Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1, are made in the form of intersecting grooves 18. (Fig.6)

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, выполнены в виде сочетания поверхностей с отклонениями взаимного расположения поверхностей. (фиг.8 и фиг.9)Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1 are made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative position of the surfaces. (Fig. 8 and Fig. 9)

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями формы поверхностей. (фиг.10 и фиг.11)Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1 are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the shape of the surfaces. (figure 10 and figure 11)

Неровности 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и неровности 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, выполнены в виде сочетания поверхностей с взаимными отклонениями размеров поверхностей. (фиг.12 и фиг.13)Irregularities 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and irregularities 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1, are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the dimensions of the surfaces. (Fig. 12 and Fig. 13)

Переходные поверхности 19 неровностей 13 на наружной поверхности 11 гильзы 8 статора 1 и переходные поверхности 19 неровностей 13 на внутренней поверхности 12 полого корпуса 5 статора 1, скруглены. (фиг.7)The transition surfaces 19 of the bumps 13 on the outer surface 11 of the sleeve 8 of the stator 1 and the transition surfaces 19 of the bumps 13 on the inner surface 12 of the hollow body 5 of the stator 1 are rounded. (Fig.7)

Одновинтовая гидравлическая машина в режиме забойного двигателя работает следующим образом.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 гидравлической машины, и в результате винтового направления зубьев 2 и 4 статора 1 и ротора 3 под действием 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 action

неуравновешенных гидравлических сил, ротор 3 приводится во вращение, при этом его ось O₁-O₁ вращается вокруг оси О₂-О₂ статора 1 против часовой стрелки по 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 3, воспринимается внутренними винтовыми зубьями 9 гильзы 8 через эластомерную обкладку 10, скрепленную с внутренними винтовыми зубьями 9 гильзы 8. Окружная сила замыкается на полый корпус 5 статора 1, закрепленный на колонне бурильных труб (не показаны) через сплав 14 облегающий неровности 13 и заполняющий зазор 15 между внутренней поверхностью 12 полого корпуса 5 и наружной поверхностью 11 гильзы 8 и закрепляющий при этом гильзу 8 относительно корпуса 5. При использовании сплава 14 имеющего температуру плавления, составляющую 0,05-0,85 температуры плавления материала полого корпуса 5 статора 1, заполнение сплавом 14 зазора 15 между внутренней поверхностью 12 полого корпуса 5 и наружной поверхностью 11 гильзы 8 и при этом облегание сплавом 14 неровностей 13 наружной поверхности 11 гильзы 8 и внутренней поверхности 12 полого корпуса 5, создает прочное неразъемное соединение гильзы 8 с корпусом 5 при рабочих температурах одновинтовой гидравлической машины. При использовании гильзы 8 с внутренними винтовыми зубьями 9 и закрепленной в ней обкладкой 10, повторяющей форму ее внутренней поверхности и выполненной из эластомера, также увеличивается рабочий момент и КПД одновинтовой гидравлической машины. Упрощается конструкция машины и технология изготовления.unbalanced hydraulic forces, the rotor 3 is driven into rotation, while its axis O ₁ -O ₁ rotates around the axis O ₂ -O _{2 of the} stator 1 counterclockwise around 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 well, as well as the compression and tensile loads from the drill pipe string and the bottom hole. The circumferential force, proportional to the developed torque of the rotor 3, is perceived by the internal helical teeth 9 of the sleeve 8 through the elastomeric lining 10, bonded to the internal with helical teeth 9 of the sleeve 8. The peripheral force closes on the hollow body 5 of the stator 1, mounted on a drill pipe string (not shown) through the alloy 14 that surrounds irregularities 13 and fills the gap 15 between the inner surface 12 of the hollow body 5 and the outer surface 11 of the sleeve 8 and securing the sleeve 8 relative to the housing 5. When using alloy 14 having a melting point of 0.05-0.85 melting temperature of the material of the hollow body 5 of the stator 1, filling with alloy 14 the gap 15 between the inner surface 12 of the hollow body 5 and the outer surface 11 of the sleeve 8 and at the same time fitting the alloy 14 of the bumps 13 of the outer surface 11 of the sleeve 8 and the inner surface 12 of the hollow body 5, creates a strong one-piece connection of the sleeve 8 casing 5 at operating temperatures single-screw fluid machine. When using a sleeve 8 with internal helical teeth 9 and a lining 10 fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, the working moment and efficiency of a single-screw hydraulic machine also increase. Simplified machine design and manufacturing technology.

Claims

1. A 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 the internal 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 threads transitions installed in it with a gap of a sleeve with internal helical teeth and a lining fixed in it, repeating the shape of its inner surface and made of elastomer, characterized in that the outer surface of the sleeve and the inner surface of the hollow body have irregularities with a depth or height of at least 0, 1 mm, while irregularities surround the alloy, fixing the sleeve relative to the body and filling the gap between the inner surface of the hollow body and the outer surface of the sleeve, the alloy has a temperature ION, 0.05-0.75 component melting temperature of the material of the hollow stator housing, such as an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

2. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of protrusions and (or) recesses of a triangular or other shape.

3. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the bumps on the outer surface of the stator sleeve and the bumps on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of grooves.

4. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of intersecting grooves.

5. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with deviations of the relative positions of the surfaces.

6. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the bumps on the outer surface of the stator sleeve and the bumps on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the surface shape.

7. The single-screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the bumps on the outer surface of the stator sleeve and the bumps on the inner surface of the hollow stator housing are made in the form of a combination of surfaces with mutual deviations of the surface sizes.

8. A single-screw hydraulic machine according to claims 1 to 7, characterized in that the transitional surfaces of the irregularities on the outer surface of the stator sleeve and the transitional surfaces of the irregularities on the inner surface of the hollow stator housing are rounded.