SU1740600A1 - Героторный модуль забойного двигател - Google Patents

Abstract

Использование: бурение нефт ных и газовых скважин забойными двигател ми. Сущность изобертени : героторный модуль забойного двигател  содержит винтовую пару из статора и полого ротора с уступом на внутренней цилиндрической поверхности , полумуфту, св занную резьбой с ротором , и торсион. На верхнем конце торсиона выполнен диаметральный выступ с конической поверхностью. Между уступом ротора и полумуфтой размещена распорна  втулка. Наружна  поверхность втулки цилиндрическа , внутренн   - коническа . Между уступом ротора и распорной втулкой установлено дистанционное кольцо. В распорной втулке с обоих торцов выполнены продольные прорези. Прорези в осевом направлении перекрывают друг друга. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  бурени  нефт ных и газовых скважин, в частности к забойным двигател м.

Известен забойный винтовой двигатель , включающий винтовую пару, цельный ротор и карданную передачу.

Недостатками его  вл ютс  значительна  деформаци  резиновой обкладки статора, обусловленна  большой неуравновешенной массой ротора, что вызывает снижение его стойкости, а также мала  надежность карданной передачи в услови х работы в абразивной среде. Замена карданной передачи на гибкую торсионную приводит к значительному увеличению осевых габаритов двигател  и среди других, св занных с этим, недостатков - к нерациональному расходованию дефицитного трубного проката.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  забойный винтовой двигатель, включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфту, св занную резьбой с ротором, торсион с выполненным на верхнем его конце диаметральным выступом с конической поверхностью. Момент силы, возникающий в винтовой паре этого двигател , передаетс  с ротора на торсион через резьбовое соединение ротора с полумуфтой и далее по взаимодействующим коническим поверхност м с полумуфты на диаметральный выступ торсиона.

Недостатками этого двигател   вл ютс : ненадежность работы резьбового соединени  полумуфты с ротором, привод ща  к отсоединению последнего и аварии двига 4

fe

О О О

тел , обусловленна  возможностью возникновени  на соединении разнонаправленных моментов силы в случае секционировани  двигател , а также в случае использовани  винтовой пары в качестве регулирующего устройства турбобура; ненадежность работы конусного соединени  торсиона и полумуфты, привод ща  к отсоединению от торсиона и всплыванию ротора с полумуфтой при использовании двигател  в качестве регулирующего устройства турбобура, а также при спуске двигател  в скважину. В дальнейшем при работе может быть нарушено гидравлическое разобщение по взаимодействующим конусным поверхност м полумуфты и торсиона и, как следствие, возникновение протечки рабочей жидкости через полость ротора, мину  рабочие органы.

Недостатком также  вл етс  жестка  прив зка в осевом направлении положени  верхнего конца торсиона относительно ротора , а следовательно.ротора относительно статора. Особенно этот недостаток про вл етс  при использовании винтового двигател  в качестве регулирующего-устройства турбобура. Невозможность изменени  взаимного осевого положени  ротора и статора лишает возможности корректировать таким способом характеристику этого устройства и турбобура в целом.

Цель изобретени  - повышение надежности работы модул  за счет предотвращени  разъединени  полумуфты с ротором при секционировании двигател , предотвращение разъединени  торсиона с ротором и исключение протечки жидкости между ними и улучшение эксплуатационной характеристики модул  за счет обеспечени  корректировки взаимного осевого положени  ротора и статора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что ге- роторный модуль забойного двигател , включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфты , св занную резьбой с ротором, торсион с выполненным на верхнем его конце диа- метральным выступом с конической поверхностью , снабжен по крайней мере одной распорной втулкой с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхност ми , размещенной внутри полого ротора между уступом на внутренней цилиндрической поверхности ротора и нажимным торцом полумуфты и установленной с возможностью взаимодействи  с торсио- ном по конической поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности, а также снабжен дистанционным кольцом, установленным между торцом распорной втулки и уступом на внутренней поверхности ротора. При этом в распорной втулке с обоих торцов выполнены продольные прорези , взаимное перекрывающиес  в осевом направлении.

На фиг. 1 изображен героторный модуль забойного двигател , общий вид; продольный разрез; на фиг, 2 и 3 - варианты закреп0 лени  торсионэ в роторе; на фиг. А - распорна  втулка в трех проекци х.

Модуль состоит из винтовой пары, включающей статор 1 и ротор 2 и с уступом 3 на внутренней цилиндрической поверхно5 сти, полумуфты 4, закрепленной в роторе на резьбе 5 и взаимодействующей своим нажимным торцом 6 с торсионом 7, на диамет- ральном выступе 8 с конической поверхностью которого установлена рас0 порна  втулка 9 с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхност ми, контактирующа  с выступом 8 по конусной поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности и опира5 юща с  на уступ 3 ротора. Между распорной втулкой и уступом может быть установлено дистанционное кольцо 10, установленное между торцом распорной втулки 9 с уступом 3 на внутренней поверхности

0 ротора 2.

По другому варианту торсион крепитс  с помощью двух распорных втулок. Распорна  втулка 9 выполн етс  с обоих ее торцов с взаимно перекрывающимис  в осевом на5 правлении продольными прорез ми 11.

Устройство работает следующим образом .

При сборке героторного модул  (фиг. 1) в цилиндрическую расточку ротора 2 вво0 дитс  распорна  втулка 9 до упора в уступ 3 расточки. На конусную поверхность распорной втулки своей ответной конусной поверхностью на верхнем диаметральном выступе 8 садитс  торсион 7 и с помощью

5 полумуфты 4, взаимодействующей нажим . ным торцом 6 с торсионом при креплении

резьбового соединени  5, происходит за:

клиниваниа распорной втулки 9 в зазоре

между ротором и торсионом.

0 В работе момент силы, возникающий в винтовой паре героторного модул , исполь- зуемого-как односекционный двигатель или винтовой регул тор турбобура, передаетс  с ротора 2 на торсион 7 или обратно через

5 распорную втулку 9, мину  резьбовое соединение 5, что предотвращает разъединение полумуфты 4 с ротором 2 и протечку жидкости между ними.

При использовании секционного винтового двигател  имеет место несоответствие

моментных характеристик отдельных двигательных секций, что вызывает противодействие вращению.

В предлагаемом устройстве достаточно применить в качестве верхней секции более быстроходную винтовую пару и будет исключен отворот полумуфты 4 от ротора 2.

При работе винтовой пары в насосом режиме, а также при спуске инструмента в скважину, т.е. когда возникает подъемна  сила, действующа  на ротор, в предлагаемом устройстве не происходит отстыковки ротора 2 от торсиона 7 и его всплывание благодар  взаимодействующим между собой по коническим поверхност м торсиона и распорной втулки, ,зажатых между уступом 3 ротора и нажимным торцом 6 полумуфты .

Кроме того, возможность креплени  верхнего хвостовика торсиона к ротору в любой точке его внутренней цилиндрической поверхности с помощью распорной втулки и дистанционного кольца 10 позвол ет производить оперативную (в услови х турбинного цеха) корректировку характеристики героторного модул -регул тора в соответствии с требовани ми режима бурени , путем введени  в зацепление со статором 1 требуемой длины ротора 2 при прочих посто нных значени х конструктивных параметров.

Важное значение имеет также выполнение распорных втулок 9 с продольными прорез ми 11 с обоих торцов, взаимно перекрывающихс  в осевом направлении (фиг. 3). Такое решение кроме надежного креплени  торсиона в роторе позвол ет обеспечить полную ликвидацию проточек рабочей жидкости, минующих рабочие органы , а также снимает эту функцию с резьбового соединени  5, что очевидно повышает надежность последнего.

Устройство позвол ет повысить технико-экономические показатели как турбинного бурени  с использованием

низкооборотных долот с герметизированными маслонаполненными опорами, так и бурени  винтовычми забойными двигател ми за счет улучшени  энергетической харак- теристики, ее стабильности во времени, повышени  надежности забойного двигател  и его монтажных качеств.

Claims (3)

1. Героторный модуль забойного двигател , включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфту, св занную резьбой с ротором,

торсион с выполненным на верхнем его конце диаметральным выступом с конической поверхностью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы модул  за счет предотвращени  разъединени  полумуфты с ротором при секциониро- вании двигател , предотвращени  разъединени  торсиона с ротором и исключени  протечки жидкости между ними, он снабжен по крайней мере одной распорной

втулкой с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхност ми, размещенной внутри полого ротора между уступом на внутренней цилиндрической поверхности ротора и нажимным торцом полумуфты и установленной с возможностью взаимодействи  с торсионом по конической поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности.

2.Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационной характеристики модул  за счет обеспечени  корректировки взаимного осевого положени  ротора и статора, он снабжен дистанционным кольцом, установленным

между торцом распорной втулки и уступом на внутренней поверхности ротора.

3.Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что в распорной втулке с обоих торцов выполнены продольные прорези, взаимно

перекрывающиес  в осевом направлении.

I

Cw

о

. /

-Сь О

§

//

риг. 4

Составитель В. Буд нский Редактор М. Кобыл нска  Техред М.МоргенталКорректор С. Черни

Заказ 2060ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушска  наб.. 4/5