SU390251A1 - - Google Patents

Description

ТУРБОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЗАБОЙНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ

1

Изобретение относитс  к гидродинамике и может быть использовано в нефт ной и газовой промышленност х, в частности при телеизмерении забойных параметров процесса бурени  и геофизических данных.

Дл  питани  забо,йной аппаратуры используетс  маломощный индивидуальный турбогенератор , турбина которого состоит из нескольких ступеней статор - ротор, серийной турбины, примен емой дл  вращени  долота. Недостаточна  надежность в работе известной турбины обусловливаетс  быстрым износом опор турбины и узла ввода оборотов в контейнер с генератором из-за высоких оборотов турбины; частым заклиниванием турбины частицами шлама из-за малого проходного сечени  между лопатками, при этом частицы шлама часто попадают в промывочную жидкость и забивают лопатки турбины, крут щий момент которой из-за его малости не может их разрушить; неустойчивой работой генератора из-за м гкой характеристики турбины , т. е. значительной зависимости числа оборотов турбины от момента сопротивлени .

Целью изобретени   вл етс  увеличение жесткой характеристики турбины. Это достигаетс  выполнением в статоре турбины спирального канала, направленного вдоль его оси и охватывающего цилиндрический ротор, поверхность которого выполн ют с распредеАППАРАТУРЫ

ленными по ее площади углублени ми, что увеличивает тангенциальное усилие при обтекании ротора жидкостью за счет увеличени  гидродинамического сопротивлени , причем дл  направлени  основной части потока по спиральному каналу толщину стенок канала делают больше поперечных размеров углублений ротора.

На чертеже показана турбина генератора.

Корпус 1 устройства соединен посредством переходников 2 н 3 с бурильными трубами. Внутри корпуса / смонтированы статор 4, снабженный спиральным каналом 5, ротор 6, цилиндрическа  поверхность которого имеет распределенные по ней углублени  7. Ротор 6 жестко насажен на вал 8, который опираетс  на радиальные 9, 10 и оксиальный // подшипники. Верхний конец вала 8 снабжен лопаткой 12, передающей вращение через гибкий вал 13 валу генератора, расположенного в герметичном контейнере 14.

Устройство работает следующим образом.

При прокачивании .промывочной жидкости через турбину она посредством статора 4, снабженного спиральным каналом 5, направл етс  по спирали относительно поверхности ротора 6.

Движуща с  по спирали жидкость согласно закону гидродинамики дл  в зких жидкостей создает тангенциальное усилие, величина которого пропорциональна динамической в зкости жидкости, нлощади поверхности ротора , охватываемой спиральным каналом, квадрату градиента скорости и косинусу угла между направлением движени  жидкости и плоскостью, перпендикул рной к оси вращени  ротора.

Дл  увеличени  взаимодействи  жидкости с ротором 6 и получени  зависимости момента от оборотов, близкой к квадратичной, на его поверхности расположены углублени ,что значительно увеличивает трение жидкости о поверхность ротора.

Таким образом, при движении жидкости по спирали относительно шероховатой новерхности ротора возникает тангенциальное усилие, привод щее во вращение ротор, и посредством лопатки 12, жестко св занной с валом 8 ротора 6, во вращение приводитс  гибкий вал 13 генератора, расположенного в контейнере 14.

Сечение спирального канала 5 больще наибольшего сечени  частиц шлама, что исключает заклинивание турбины.

При изменении момента на валу турбины обороты измен ютс  незначительно, так как характеристика турбины близка к квадратичной , что обеспечивает устойчивую работу турбогенератора .

Предмет изобретени 

Турбогенератор дл  забойной измерительной аппаратуры, содержащий корпус, статор

турбины со спиральным каналом, цилиндрический ротор, вал, радиальные и оксиальные подщипники, генератор с гибким валом и контейнер , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  жесткой характеристики турбины,

цилиндрический ротор имеет  чеистую поверхность .

Узел

rriUInix

IJrriUiA

mU-,Jrp-iLl

mlju.|L n-nlL J;

ю