Гидравлический забойный двигатель

Гидравлический забойный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промьшленности и позволяет повысить надежность работы двигателя за счет компенсации износа трущихся пар лопастей при работе двигателя в двух различных режимах. Он содержит корпус г; (Л оо со со ;о 22

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 Е 21 В 4 00 Ъ ,"г

t> . У б..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4016058/22-03 (22) 29. 01. 86 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (75) И.В.Купецкий (53) 622.233.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 569692 кл. Е 21 В 4/02, 1975.

Патент Франции № 2532991, кл. F 04 С 2/324, l984.

А

Б ) .

1З

11

1Ю гз

„„Я0„„1313997 А 1 (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к горной промьппленности и позволяет повысить надежность работы двигателя за счет компенсации износа трущихся пар лопастей при работе двигателя в двух различных режимах. Он содержит корпус

1313997

1, масляный компенсатор 2, статорные. втулки 6 и соединенные между собой ступени, состоящие иэ секций статора 3 и ротора 13. Каждая поворотная лопасть двигателя 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 пересекаются с осью вращения лопасти. Канал 11 сообщается с компенсатором 2 и с зазором между осью Ill u пазом статора 3. Напорные полости (НП) и сливные полости (СП) каждой ступени соединены с аналогичными

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим забойным двигателям.

Цель изобретения — повышение надежности и облегчение эксплуатации двигателя.

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. 4 — разрез В-В на фиг.1; на фиг. 5 — узел. 1 на фиг. 2.

Двигатель устроен следующим образом. В корпусе 1, имеющем вверху резьбу (не показана) для присоединения к бурильной колоние, закреплены масляный компенсатор 2, секции

3 статора, диски 4 и 5 и втулки 6.

Статорная секция представляет собой круглый полый цилиндр с четырьмя наружными выступами, расположенными равномерно по окружности цилиндра.

В двух диаметрально противоположных выступах выполнены отверстия, в которые вставлены стержни поворотных лопастей 7 (фиг. 2 и 5). К отверстиям примыкают пазы 8 на внутренней поверхности секции. По обе стороны от лопастей в статорных секциях расположены отверстия 9 и 10 (фиг.2 и 5). полостями других ступеней посредством статорных втулок с прямолинейными и винтовыми радиальными выступами1

При подаче. бурового раствора в бурильную колонну в случае параллельного соединения НП и СП давление масла в компенсаторе 2 превышает давление раствора и передается через канал

11 на пластину. Она поворачивается и приводится в рабочее положение.

Раствор из НП попадает в рабочие камеры, а затем — в СП. При наличии тормозного момента между камерами возникает перепад давления, вызывающий крутящий момент на роторе 13.

При последовательном соединении СП предыдущей ступени соединена с НП последующей ступени. 1 з.п. ф-лы,5 ил.

Поворотная лопасть (фиг. 5) состоит из круглого трубчатого стержня, являющегося осью шарнира, и жестко соединенной с ним пластины, расположенной по касательной к наружной

5 цилиндрической поверхности стержня.

Центральное отверстие 11 выполнено эксцентрично относительно наружной поверхности стержня и соединено с ней поперечными отверстиями 12. Оси поперечных отверстий не пересекают ось вращения стержня лопасти.

В круглых цилиндрических расточках

15 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 поверйуты вокруг о оси вращения на 90 и жестко соединены между собой, образуя одну ро- торную ступень. В полость втулки 6 выходят шлицевые концы валов двух соседних роторных ступеней, соединенные между собой шлицевой муфтой 14.

Центральные отверстия роторных ступеней для подачи масла через муфты 14 соединены между собой по всей длине двигателя, образуя общий смазочный канал.

i 313997

Центральное отверстие верхней ступени сообщается с выходной полостью масляного компенсатора.

В центральной части дисков 4 выполнены радиальные опоры роторной ступени, а нижний диск 4 выполняет ,также роль подпятника. Поперечные отверстия 15 соединяют зазоры радиальных опор с центральным каналом ротора. В дисках 4 и 5 имеются уплотне- 10 ния 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 образуются дугообразные отверстия. Вместе с аналогичными отверстиями статорных секций они обра- 20 зуют сплошные полости по всей длине двигателя. Отверстия 17, сообщающиеся с отверстиями 9 статорных секций, образуют напорную полость двигателя, а отверстия 18, сообшающиеся с отверс 25 тиями 10, составляют полость слива.

Через отверстия 9 напорная полость сообщается с рабочими камерами 19, а полость слива через отверстия.)0 сообщается с рабочими камерами 20 30 (фиг. 2).

lL

В верхнем диске 4 выполнены только отверстия 17, которые сообщаются с кольцевым отверстием между корпусом 1 и компенсатором 2. Отверстия

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 для пропуска бурового раствора в шпиндель, на чертеже не показан).

Выходной вал двигателя заканчивается муфтой 22, предназначенной для соединения его с валом шпинделя (фиг. 1).

В двух выступах дисков 4 и 5 и втулок 6 выполнены отверстия 23, которые вместе с отверстиями 11 стерж-5О ней поворотных лопастей образуют общий канал (защитный), сообщающийся через отверстия 23 верхнего диска 4 с выходной полостью масляного компенсатора.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче в бурильную колонну бурового раствора под давлением в компенсаторе появляется давление масла, несколько превьппающее давление бурового раствора. Это давление передается в защитный и смазочный каналы.

В результате того, что отверстие

11 расположено эксцентрично относительно цилиндрической поверхности стержня лопасти, а оси отверстий 12 не пересекают ось вращения пластины, при подаче давления в отверстие 11 на пластине возникает крутящий момент. Он поворачивает пластину (на фиг. 2 и 5 по часовой стрелке) до тех пор, пока ее кромка не упрется в обрезиненную поверхность роторной секции. Тем самым при пуске двигателя пластина приводится в рабочее положение, при котором происходит разобщение напорной полости и полости слива двигателя.

Буровой раствор, заполнивший напорную полость, через отверстия 9 попадает в рабочие камеры 19 (фиг.2), а буровой раствор, находящийся в камерах 20, через отверстия 10 сообщается с полостью слива. При наличии тормозного момента, нагружающего выходной вал двигателя, между камерами 19 и 20 возникает перепад давления. Действуя на участках овальной цилиндрической поверхности роторной секции, симметричных относительно оси вращения ротора (фиг.2), перепад давления вызывает появление на. роторной секции крутящего момента.

Вьппе описана работа двигателя при параллельном соединении напорных и сливных полостей всех ступеней.

Возможно и последовательное соединение полостей ступеней, когда полость слива предыдущей ступени соединена с напорной полостью последующей ступени. Для этого радиальные выступы втулок 6, расположенных между ступенями, должны располагаться не по образующим цилиндра, а по винтовым линиям. При этом отверстия 18 предыдущей ступени оказываются соединенными с отверстиями 17 последующей ступени. Двигатель с последовательным соединением полостей развивает в и раз меньший крутящий момент и в и раз большую скорость вращения выходного вала, чем двигатель с параллельным соединением., где n— число ступеней.

1313997

Формула изобретения

1. Гидравлический забойный двигатель, содержащий корпус, масляный компенсатор, статорные втулки, гидравлически и механически соединенные между собой ступени, состоящие из секций ротора и статора, установленных с зазором между осью шарнира и статорной секцией поворотных лопастей со средством поворота„ о т— л и ч а ю щ и и с. я тем„ что, с целью повышения надежности работы двигателя sa счет компенсации износа трущихся пар лопастей при работе, каждая поворотная лопасть выполнена в виде пластины„ жестко соединенной с осью шарнира и расположенной тангенциально относительно нее., причем лопасть установлена в пазу статора с возможностью постоянного опирания на ротор, а средство поворота лопасти выполнено в виде каналов в шарнире продольного, расположенного эксцентрично относительно наружной поверхности оси шарнира, и поперечных, оси которых не пересекаются с осью вращения лопасти, при этом продольный канал в оси шарнира сообщается с масляным компенсатором и с зазором шарнира через поперечные каналы.

1О 2. Двигатель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обес.печения возможности работы двига-. теля в двух .различных режимах, напорные и сливные полости каждой ступени соединены с аналогичными полостями других ступеней посредством сменных стагорных втулок, выполненных с прямолинейными радиальными выступами для параллельного соединения ступе20 ней и с винтовыми радиальными высту" пами для их последовательного соединения. !

1313997

В-В

Составитель А.Хромин

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор Е.Копча

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 2187/32

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4