Осевая опора забойного двигателя

Осевая опора забойного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изготовление забойных двигателей для бурения скважин. Сущность изобретения: осевая опора забойного двигателя содержит два многоступенчатых симметрично расположенных упорных подшипника качения с внутренними и наружными рядами колец. Между кольцами размещены шаровые тела качения и распределительные элементы. Распределительные элементы содержат упорные кольца с коническими поверхностями дорожек качения . Разделительные кольца размещены между телами качения. 2 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 4/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

И

0 О

Ql 4 3» (АЭ (21) 4937171/03 (22) 15,04.91 (46) 23,01.93. Бюл, ¹ 3 (71) Камский научно-исследовательский институт комплексных исследований глубоких и сверхглубоких скважин (72) Б.А.Коснырев, А.В.Вершинин и

А.В,Сафронов (73) Камский научно-исследовательский институт комплексных исследований глубоких и сверхглубоких скважин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 509732, кл. E 21 В 4/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N539135,,кл,,Е 21 В 4/00, 1972.

Гусман М.Т. и др. Забойные винтовые двигатели для бурения скважин, — М,: Недра, 1981, с.29, рис.13, Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в качестве осевых опор забойных двигателей, применяемых при бурении скважин.

Известна многорядная упорно-радиальная опора турбобура, содержащая упорные подшипники с внутренними и наружными кольцами и размещенными между ними телами качения, а также упругие элементы установленные между наружными и внутренними кольцами и выполненные в виде распорных клиновых колец, охваченных кольцевыми пружинами.

Данная конструкция опоры, в которой в качестве упругих элементов применены кольцевые пружины с распорными кольцами, может не обеспечить равномерность распределения нагрузки по рядам, ввиду одинаковой жесткости кольцевых пружин.

„,! Ы„„1790657 А3 (54) ОСЕВАЯ ОПОРА ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: изготовление забойных двигателей для бурения скважин. Сущность изобретения: осевая опора забойного двигателя содержит два многоступенчатых симметрично расположенных упорных подшипника качения с внутренними и наружными рядами колец. Между кольцами размещены шаровые тела качения и распределительные элементы. Распределительные элементы содержат упорные кольца с коническими поверхностями дорожек качения. Разделительные кольца размещены между телами качения. 2 ил.

Известна также осевая опора буровой гидромашины, включающая многорядный упорно-радиальный подшипник качения с внутренними и наружными обоймами и размещенными между ними шаровыми телами качения.

В данной конструкции равномерное распределение нагрузки по рядам тел качения возможно только в результате длительной приработки подшипника в среде абразивной жидкости.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является осевая опора забойного двигателя фирмы

"Нэви-Дрилл", Она представляет собой последовательно расположенные системы подшипников, каждая из которых состоит из двух ступеней. Осевая опора сконструирована симметрично в обоих направлениях.

1790657

Распределение нагрузки между системами подшипников достигается гидравлическими поршнями, полость между которыми заполнена маслом, В случае утечки масла из гидросистемы функции распределителя нагрузки принимают на себя эластичные компенсаторы.

К недостаткам данной опоры забойного двигателя можно отнести наличие гидравлически управляемых поршней, которые при возможной разгерметизации полости с маслом могут не обеспечить равномерность распределения нагрузки; предложенная система распределения усилий по подшипникам может быть применена только в малонагруженных высокооборотных двигателях, что ограничивает возможность ее применения в конструкциях низкооборотных двигателей, допускающих большие осевые нагрузки, Цель изобретения — повышение долговечности и равномерности распределения нагрузки по рядам тел качения.

Указанная цель достигается тем, что в многоступенчатом подшипнике осевой опоры распределительные элементы выполнены в виде упорных колец с коническими поверхностями дорожек качения, а разделительные кольца размещены между телами качения.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что заявляемая осевая опора отличается тем, что в подшипнике распределительные элементы выполнены в виде упорных колец с коническими поверхностями дорожек качения, а разделительные кольца размещены между телами качения и разделяют ряды шариков в ступени.

Из научно-технической и патентной литературы известны признаки; осевая опора из многоступенчатых и симметрично расположенных подшипников, внутренние и наружные кольца с коническими поверхностями качения и распределительные элементы. Все другие признаки неизвестны. Поскольку часть признаков неизвестна, а для достижения поставленной цели необходима совокупность признаков, то на основании изложенного можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия", Наличие распределительных упорных колец, имеющих конические поверхности дорожек качения и разделительных колец, размещенных между телами качения, позволяет равномерно перераспределять нагрузку по телам качения, что, в свою оче5

55 редь, увеличивает долговечность осевой опоры.

Таким образом, достигается цель изобретения — повышение долговечности и равномерности распределения нагрузки по рядам тел качения.

Следовательно, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "Положительный эффект".

Многоступенчатая осевая опора (фиг.1) состоит из двух симметрично расположенных подшипников, причем верхний подшипник Iработает на сжатие,,а нижний II — на растяжение.

На фиг.2 показан верхний подшипник I осевой опоры на фиг,1. Он состоит из рядов наружных колец 3, которые крепятся в корпусе шпинделя 2, и рядов внутренних колец

4, которые крепятся на валу шпинделя 1, Между внутренними и наружными рядами колец установлены распределительные упорные кольца 6, а шаровые тела качения

5 в рядах отделены друг от друга разделительными кольцами с плоскими поверхностями качения 7.

При работе забойного двигателя на забое скважины, приложенная к долоту нагрузка и ее колебания воспринимаются верхним подшипником 1, Он работаетследующим образом: реакция забоя через долото и вал шпинделя 1 передается на внутренние ряды колец 4 подшипника, а затем на шаровые тела качения 5, которые взаимодействуют между собой через разделительные кольца 7 и дальше передают усилие распределительным упорным кольцам 6, которые перемещаются в пределах зазоров в осевом направлении, перераспределяя усилие дальше по рядам, в результате чего осевая нагрузка равномерно распределяется между всеми телами качения.

При подъеме бурильного инструмента нагрузку воспринимает нижний подшипник

II осевой опоры, который работает аналогично верхнему подшипнику.

Предлагаемая осевая опора позволяет увеличить нагрузочную способность осевой опоры за счет увеличения количества ступеней в подшипнике; отсутствие гидравлически управляемых поршней позволяет обеспечить повышение долговечности и равномерности распределения нагрузки по рядам тел качения за счет применения распределительных элементов, выполненных в виде упорных колец с коническими поверхностями дорожек качения, и разделительных колец, размещенных между телами качения.

1790657

Формула изобретения

Составитель Б.Коснырев

Техред М,Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор О,Стенина

Заказ 369 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Осевая опора забойного двигателя, содержащая два многоступенчатых симметрично расположенных упорных подшипника качения с внутренними и наружными рядами колец, с размещенными между ними ша ровыми телами качения и распределительные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности и равномерности распределения нагрузки по рядам тел качения, распределительные элементы вы5 полнены в виде упорных колес с коническими поверхностями дорожек качения, а разделительные кольца размещены между телами качения.