SU1313997A1 - Гидравлический забойный двигатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промьшленности и позвол ет повысить надежность работы двигател  за счет компенсации износа трущихс  пар лопастей при работе двигател  в двух различных режимах. Он содержит корпус г; (Л оо со со ;о 22

Description

1, масл ный компенсатор 2, статорные втулки 6 и соединенные между собой ступени, состо щие из секций статора 3 и ротора 13. Кажда  поворотна  лопасть двигател  выполнена в виде пластины, расположенной тангенциально относительно оси шарнира (Ш), и установлена в пазу статора 3. Средство поворота лопасти выполнено в виде каналов в Ш, Продольный канал 11 расположен эксцентрично наружной поверхности оси Ш, а оси поперечных пересекаютс  с осью вращени  лопасти . Канал 11 сообщаетс  с компенсатором 2 и с зазором между осью Ш и пазом статора 3. Напорные полости (НП) и сливные полости (СП) каждой ступени соединены с аналогичными

t , , .

Изобретение относитс  к горной промышленности, в частности к гидравлическим забойным двигател м.

Цель изобретени  - повьш ение на- деш-юсти и облегчение эксплуатации двигател .

На фиг. 1 изображен гидравлический забойный двигатель, продольный разрез- на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. А - разрез В-В на фиг.1; на фиг. 5 - узел. I на фиг. 2,

Двигатель устроен следующим образом . В корпусе 1, имеющем вверху резьбу (не показана) дл  присоединени  к бурильной колонне, закреплены масл ный компенсатор 2, секции 3 статора, диски 4 и 5 и втулки 6.

Статорна  секци  представл ет собой круглый полый цилиндр с четырьм  наружными выступами, расположенными равномерно по окружности цилиндра. В двух диаметрально противоположных выступах выполнены отверсти , в которые вставлены стержни поворотных лопастей 7 (фиг. 2 и 5). К отверсти м примыкают пазы 8 на внутренней поверхности секции. По о0е стороны от лопастей в статорных секци х расположены отверсти  9 и 10 (фиг.2 и 5)

полост ми других ступеней посредством статорных втулок с пр молинейными и винтовыми радиальными выступами При подаче бурового раствора в бурильную колонну в случае параллельного соединени  НП и СП давление масла в компенсаторе 2 превышает давление раствора и п ередаетс  через канал 11 на пластину. Она поворачиваетс  и приводитс  в рабочее положение. Раствор из НП попадает в рабочие камеры , а затем - в СП. При наличии тормозного момента мезкду камерами возникает перепад давлени , вызывающий . крут щий момент на роторе 13. При последовательном соединении СП предьщущей ступени соединена с НП последующей ступени. 1 з.п. ф-лы,5 ил

Поворотна  лопасть (фиг. 5) сое- тоит из круглого трубчатого стержн ,  вл ющегос  осью шарнира, и жестко соединенной с ним пластины, расположенной по касательной к наружной цилиндрической поверхности стержн . Центральное отверстие 11 выполнено эксцентрично относительно наружной поверхности стержн  и соединено с ней поперечными отверсти ми 12. Оси поперечных отверстий не пересекают dcb вращени  стержн  лопасти.

В круглых цилиндрических расточках статорных секций помещены секции ротора 13, имеющие поперечное сечение овальной формы (фиг. 2 и 4). Цилиндрические поверхности роторных секций обрезинены. Каждые две соседние секции ротора взаимно повернуты вокруг оси вращени  на 90 и жестко соединены между собой, образу  одну роторную ступень. В полость втулки 6 выход т шлицевые Концы валов двух со- г седних роторных ступеней, соединенные между собой шлицевой муфтой 14.

Центральные отверсти  роторных ступеней дл  подачи масла через муфты 14 соединены между собой по всей длине двигател , образу  общий сма0

зочный канал.

31313997

Центральное отверстие верхней ступени сообщаетс  с выходной полостью масл ного компенсатора,

В центральной части дисков 4 выполнены радиальные опоры роторной ступени, а нижний диск 4 выполн ет .также роль подп тника. Поперечные отверсти  15 соедин ют зазоры радиальных опор с центральньпу каналом ропенсаторе по вл етс  давление масл несколько превышающее давление бур вого раствора. Это давление переда с  в защитный и смазочный каналы,

В результате того, что отверстие 11 расположено эксцентрично относительно цилиндрической поверхности стержн  лопасти, а оси отверстий 12 не пересекают ось вращени  пластины

тора. В дисках 4 и 5 имеютс  уплотне- Ш при подаче давлени  в отверстие 11

ни  16, .

На наружной цилиндрической поверхности дисков 4 и 5 и втулок 6 выполнены выступы, аналогичные выступам статорных секций, В результате в собранном двигателе между дисками и втулками и внутренней поверхностью корпуса образуютс  .дугообразные отверсти . Вместе с аналогичными отверсти ми статорных секций они образуют сплошные полости по всей длине двигател . Отверсти  17, сообщающиес  с отверсти ми 9 статорных секций, образз т напорную полость двигател .

на пластине возникает крут щий момент . Он поворачивает пластину (на фиг, 2 и 5 по часовой стрелке) до ,тех Д1ор, пока ее кромка не упретс  5 в обрезиненную поверхность роторной секции. Тем самым при пуске двигател  пластина приводитс  в рабочее положение, при котором происходит разобщение напорной полости и полости слива двигател .

Буровой раствор, заполнивший напорную полость, через отверсти  9 попадает в рабочие камеры 19 (фиг.2)

20

а отверсти  18, сообщшощиес  с отверс-25 буровой раствор, наход щийс  в кати ми 10, составл ют полость слива Через отверсти  9 напорна  полость сообщаетс  с рабочими камерами 19, а полость слива через отверсти  . 1 О сообщаетс  с рабочими камерами 20

(фиг. 2).

|

В верхнем диске 4 выполнены только отверсти  17, которые сообщаютс  с кольцевым отверстием между корпусом 1 и компенсатором 2, Отверсти  18 нижней статорной секции 3 имеют выход в центральный канал выходного вала 21 (указанный канал не соединен с центральным каналом нижней роторной ступени и предназначен дл  пропуска бурового раствора в шпиндель, на чертеже не показан).

Выходной вал двигател  заканчиваетс  муфтой 22, предназначенной дл  соединени  его с валом шпиндел  (фиг. 1),

в двух выступах дисков 4 и 5 и втулок 6 выполнены отверсти  23, которые вместе с отверсти ми 11 стержней поворотных лопастей образуют общий канал (защитный), сообщающийс  через отверсти  23 верхнего диска 4 с выходной полостью масл ного компенсатора .

Двигатель работаетследующим образом .

При подаче в бурильную колонну бурового раствора под давлением в ком30

мерах 20, через отверсти  10 сообщаетс  с полостью слива. При наличии тормозного момента, нагружающего выходной вал двигател , между камерами 19 и 20 возникает перепад давлени . Действу  на участках овальной цилиндри ческой поверхности роторной секции, симметричных относительно оси вращени  ротора (фиг.2) 35 перепад давлени  вызывает по вление на роторной секции крут щего момента.

Вьше описана работа двигател  при параллельном соединении напорных и 40 сливных полостей всех ступеней.

Возможно и последовательное соединение полостей ступеней, когда полость слива предьщущей ступени динена с напорной полостью последующей ступени. Дл  этого радиальные выступы втулок 6, расположенных между ступен ми, должны располагатьс  не по образующим цилиндра, а по винтовым лини м. При этом отверсти  18 предыдущей ступени оказываютс  соединенными с отверсти ми 17 последующей ступени. Двигатель с последовательным соединением полостей развисе зает в п раз меньший крут щий моме-нт и в п раз большую скорость вращени  выходного вала, чем двигатель с параллельным соединением-, где п - . число ступеней.

50

пенсаторе по вл етс  давление масла, несколько превышающее давление бурового раствора. Это давление передаетс  в защитный и смазочный каналы,

В результате того, что отверстие 11 расположено эксцентрично относительно цилиндрической поверхности стержн  лопасти, а оси отверстий 12 не пересекают ось вращени  пластины.

на пластине возникает крут щий момент . Он поворачивает пластину (на фиг, 2 и 5 по часовой стрелке) до ,тех Д1ор, пока ее кромка не упретс  в обрезиненную поверхность роторной секции. Тем самым при пуске двигател  пластина приводитс  в рабочее положение, при котором происходит разобщение напорной полости и полости слива двигател .

Буровой раствор, заполнивший напорную полость, через отверсти  9 попадает в рабочие камеры 19 (фиг.2),

буровой раствор, наход щийс  в ка

мерах 20, через отверсти  10 сообщаетс  с полостью слива. При наличии тормозного момента, нагружающего выходной вал двигател , между камерами 19 и 20 возникает перепад давлени . Действу  на участках овальной цилиндри ческой поверхности роторной секции, симметричных относительно оси вращени  ротора (фиг.2), перепад давлени  вызывает по вление на роторной секции крут щего момента.

Вьше описана работа двигател  при параллельном соединении напорных и сливных полостей всех ступеней.

Возможно и последовательное соединение полостей ступеней, когда полость слива предьщущей ступени соединена с напорной полостью последующей ступени. Дл  этого радиальные выступы втулок 6, расположенных между ступен ми, должны располагатьс  не по образующим цилиндра, а по винтовым лини м. При этом отверсти  18 предыдущей ступени оказываютс  соединенными с отверсти ми 17 последующей ступени. Двигатель с последовательным соединением полостей развизает в п раз меньший крут щий моме-нт в п раз большую скорость вращени  выходного вала, чем двигатель с параллельным соединением-, где п - . число ступеней.

Claims (2)

1. Гидравлический забойный двигатель , содержащий корпус, масл ный компенсатор, статорные втулки, гидравлически и механически соединенные между собой ступени, состо щие из секций ротора и статора j з станов- ленных с зазором между осью шарнира и статорной секцией поворотных лопастей со средством поворота,, о т - личаюп1ийс  тем, что, с целью повышени  надезшости работы двигател  заг счет компенсации износа трущихс  пар лопастей при работе, кажда  поворотна  лопасть выполнена в ввде пластины, жестко соединенной с осью шарнира и расположенной тангенциально относительно нее, причем лопасть установлена в пазу статора с возможностью посто нного опирани  на

ротор.

средство поворота лопасти

1

39976

выполнено в виде каналов в шарнире. - продольного, расположенного эксцентрично относительно наружной поверх- ности оси шарнира, и поперечных, оси

5 которых не пересекаютс  с осью вращени  лопасти, при этом продольный канал в оси шарнира сообщаетс  с масл ным компенсатором и с зазором шарнира через поперечные каналы.

0

2. Двигатель по п. 1, о т л и - ч а ю щ и и с   тем, что, с целью обеспечени  возможности работы двигаг тел  в двух .различных режимах, напорные и сливные полости каждой ступени

5 соединены с аналогичными полост ми других ступеней- посредством сменных статорных втулок, выполненных с пр молинейными радиальными выступами дл  параллель.ного соединени  ступе20 ней и с винтовыми радиальными выступами дл  их последовательного соединени ,

- А

17

фиё.З .

В - В

11

Редактор Е.Копча

Составитель А.Хромин ;

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

2187/32

Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4