Забойный двигатель

Забойный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий двигательную секцию, включающую корпус с установленными в нем кольцами, контактирующими с телами качения, радиальные опоры, вал и узел спе.;и1нения , связывакнпий ротор двигательной секции с валом шпиндельной секции, отличающийся тем, что, с целью повьшения долговечности двигателя за счет увеличения несущей сйособности шпиндельной секции, вал шпиндельной секции выполнен с тороидальными дорожками под тела качения, причем радиус поперечного сечения тора и его внутренний диаметр Р связаны соотношением г-/ 0,10 - 0,25. 2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовле1 ия часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качения выполнена съемной.

31511 Е 21 В 3 12

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Репа и СОЮЗ СОВЕТСНИХ ф ф5 В 8 сацидлистичссних

ФФ,:,» РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2804370/22-03 (22) 11.09.79 (46) 15.04.84. Бюл. М 14 (72) Д.Ф.Балденко, N.Ò.Ãóñìàí и В.И.Семенец (7!) Всесоюзный ордена Трудового красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.24,05(088.8) (56) 1.Гусман N,Т, и др. Винтовые забойные двигатели, N., ВНИИОЭНГ, 1972, с.50-51, рис.20 (прототип). (54) (57) 1. ЗАБОЙН1Й ДВИГАТЕЛЬ, содержащий двигательную секцию, включающую корпус с установленными в нем кольцами, контактирующими с телами качения, радиальные опоры, вал и

„„SU„„10861О2 узел соединения,связывающий ротор двигательной секции с валом шпиндельной секции, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя за счет увеличения несущей способности шпиндельной секции, вал шпиндельной секции выполнен с тороидальными дорожками под тела качения, причем радиус 1 поперечного сечения тора и его внутренний диаметр 1) связаны соотношением «/Л = 0,10 — 0,25..

2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качения выполнена съемной.

1086102

25

30 применяемых шаров.

Изобретение относится к горному делу, в частности к забойным двигателям, предназначенным для бурения и ремонта геологоразведочных и нефтяных ск.в ажич . 5

Известен забойный двигатель, содержащий двигательную секцию, шпиндель— ную секцию, включающую корпус с устачовленными в нем кольцами, контактирующими с телами качения, радиальные 1О опоры, вал и узел соединения, связывающий ротор двигательной с-екции с валом шпиндельной секции (1,1.

Независимо от конфигурации рабочих поверхностей обойм вб всех конструкциях осевых опор предусматривается затяжка внутренних обойм, а внешних — в корпусе шпинделя.

Недостатками известного забойного двигателя являются многодетальность конструкции шпинделя и относительно большая площадь поперечного сечения, занимаемая элементами опоры, причем с уменьшением габарита двигателей имеется тенденция увеличения относительной площади, занимаемой подшипником. Вследствие этого в забойных двигателях малого габарита применение обычной конструкции шпинделя приводит к уменьшению диаметра вала, что снижает допустимую мощность, развиваемую дви"ателем. Б случае выбора необходимого по прочности диаметра вала приходится идти на значительные уменьшение диаметра шаров, что также приводит к резкому снижению долговечности двигателя иэ-за пониженной несущей способности

Цель изобретения — повышение долговечности двигателя за счет увеличения несущей способности шпиндельной секции и повышение технологичности изготовления двигателя. 45

Указанная цель достигается тем, что в известном забойном двигателе

«ал шпиндельной секции выполнен с тороидальными дорожками под тела качения, причем радиус г поперечного сечения тора и его внутренн.",й диаметр 3 связаны соотношением — — 0 10 — 0 25. т 1

9 .1

При этом часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качения выполнена съемной.

На фиг.1 изображен забойный двигатель, общий вид; на фиг.2 — узел 1 на фиг.1.

Двигатель включает двигательную и шпиндельную секции. Двигательная секция состоит иэ корпуса 1, внутри которого расположены рабочие органы, в данном случае винтовой статор 2 и смонтированный внутри чего винтовой ротор 3.

Шпиндельная секция включает полый составной вал. состоящий иэ переводника 4, съемной втулки-вставки 5 и выходного вала б, радиальные обрезиненные подлипники / и осевую опору.

Осевая опора представляет собой многорядный шаровой подшипник,включающий наружные обоймы 8 и кол ца 9, взаимодействующие с телами качения

10, последние контактируют с торо— идальными дорожками ll, выполненными на наружной поверхности втулки— вставки 5. Наружные обоймы Я и кольца 9 посредством резь=ы на кор— пусе шпинделя затягиваются в монолитньил пакет.

Кроме того, двигатель содержит соединительный узел 12, связывающий ротор двигательной секции и вал шпиндельной секции и наддолотный перевод— ник 13 и узе. подвепивается на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб 14.

Забойный двигатель работает спев дующим образом.

Промывочная жидкость по внутрен— ней полости колонны труб 14 поступает в двигатель. Проходя через рабочие органы 2 и 3, она вращает ротор 3 двигателя и далее поступает через внутренние отверстия деталей 4,5 и 6 шпинделя на забой. Вращающий момент, создаваемый в двигательной секции, с ротора 3 передается на вал шпинделя через соединительный узел 12.

Осевое усилие, возникающее на роторе вследствие гидравлической нагрузки и разложения на винтовой поверхности, так же как нагрузка от забоя воспринимается опорой, а радиальные нагрузки от дебаланса вала и других факторов — радиальными подшипниками.

При передаче осевых сил усилия передаются с втулки-вставки на внешнюю обойму и корпус через тела качения. Угол контакта выбирается из расчета получения минимальных контактных напряжений при безусловном

1086102

1f

BHHKIH

Тирах 564

Заказ 2205/29

Подписное

Фиг.2 обеспечении возможности последовательной сборки каждого отдельного ряда опоры. Из этих же усдовий при сохранении прочности вала выбираются размеры тел качения и диаметр бего-5 вых дорожек. Соотношение радиуса поперечного сечения тора г к его внутреннему диаметру 3 должно находиться в диапазоне 0,1 0-0,25. При уменьшении этого соотношения резко сни- О жается несущая способность опорного узла, что вызвано вынужденной потерей диаметра тел качения.

Как показывают исследования умень- ! шение диаметра наряду со снижением несущей способности вызывает прогрессирующий износ тел качения, особенно в опорах открытого типа при наличии в промывочной жидкости аораэивных частиц.

Увеличение же соотношения более

0,25 приводит к уменьшению запаса прочности вала при передаче значительных по величине вращающих моментов (B тормозном режиме) .

Данная конструкция забойного двигателя с рекомендуемым соотношением размеров тороидальной дорожки под тела качения обеспечивает увеличение нагрузочной способности ойоры за счет более выгодного использования площади поперечного сечения и установки шаров большего диаметра по сравнению с опорой обычной конструкции. Кроме того, упрощается сборка шпинделя ввиду его малодетальности и устранения необходимости затяжки деталей на валу.

С целью повьш ения технологичнос,ти изготовления и снижения расхода металла выходной вал шпинделя может быть выполнен составным, основным элементом которого является втулкавставка с тороидальными дорожками под тела качения. Такое конструктивное исполнение узла делает его более компактным.

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4