Система маслозащиты забойного двигателя

Система маслозащиты забойного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8) Э . Н. Крутик, В.С.Санжаров и С. П.Астаф в

Пермский филиал Всесоюзного ердца Трудфвого Красного

Знамени научно - исследовательского института буровой техники (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) СИСТЕМА ИАСЛОЗАЩИТИ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к буровой технике, а точнее к забойным двигателям для бурения скважин.

Известна система маслозашиты забойных двигателей, включакнцая маслонапол5 енр чо камеру, лубрикатор и уплотнения

Недостаток этой системы маслоэаши — ты состоит в том, что в ней не предусмотрен сброс черезмерного избыточного дав- о ления внутри маслонаполненной камеры, что может привести и повышенным контакжым нагрузкам в уплотнениях и отказу последних.

Известна также система маслозащиты забойного двигателя, включающая уплотнения и лубрнкатор, расположенный над верхним уплотнением и содержащий масляную полость, цилиндр, зажимную втулку и предохранительный узел, размещенный в верхней части лубрикатора (2) .

Уплотнения являются двойными и снабжены дополнительными лубрикаторами небольтиого объема. Основной лубрикатор вьптолнен пружинно — поршневым. Лля предотвращения шламовання зазора между поршнем и цилиндром лубрикатора зазор перекрыт трубчатой резиновой диафрагмой, один конец которой закреплен на поршне, а другой — на цилиндре. Предохраните ный узел выполнен в виде обратного клапана шарового типа, через который осушествляется сброс черезмерного избыточного давления в масляной полости.

Практика показывает, что шаровой клапан неудовлетворктельно работает в среде бурового раствора. При спуске в скважину раствор заполняет полость клапана, в которой находятся шар и пружина.

При повышении давления в масляной полости клапан открывается и пропускает часть масла. В момент закрытия клапана возможно проникновение взвеянных в растворе частиц между шаром и седлом клапана. В результате этого масло посте пенно замецается раствором, что приводит к отказу герметизнруемого узла.

866091

Нередки также случаи, когда твердая фавн раствора оседает в полости клапана и препятствует его открытию. В этом случае увеличивается избыточное давление в масляной полости, что приводит к разрыву диафрегмы, разклиниванию поршня и ухудшению работы уплотнений. В конечном итоге, это также приводит к преждевременному отказу герметизируемых узлов. Таким образом, применяемый в сис- 0 теме маслозащиты клапан вносит элемент ненадежности в работу устройстве.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности системы маслозащиты.

Указанная цель достигается тем, что предохранительный узел .выполнен в виде ,эластичной втулки, размещенной с натягом между цилиндром и зажимной втулкой, причем в цилиндре в месте контакта с 20 эластичной втулкой выполнен продольный паз для стравливания давления из масляной полости.

На фиг. 1 представлена схема системы маслозащиты забойного двигателя; на фиг. 25

2 — поршневой лубрикатор; на фиг. 3сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — фрагмент системы с диафрагменным вариантом лубрикатора.

Система маслозащиты включает мас« лонаполненную камеру А, в которой размещаются герметизируемые узлы двигателя 1не показаны), Камера А ограничена кожухом l, верхним 2 и нижним 3 уплотнениями, в нее входят валы 4 и 5. Лубрикатор 6 связан с камерой А каналом Б, 35

Вся система размещена в корпусе 7. Промывочная жидкость движется по кольцевому каналу В, направление ее движения показано стпелками.

Лубрикатор 6 содержит масляную полость Б, цилиндр 8, зажимную втулку 9, предохранительный узел 10, поршень 11 (фиг. 2). Предохранительный узел 10 включает эластичную втулку 12, разме45 щенную между цилиндром 8 и зажимной втулкой 9 (фиг. 2 и 3). В последней выполнены каналы В, гидравлически связывающие масляную полость Б с наружной поверхностью эластичной втулки 12. В верхней части цилиндра 8 в месте контакта с втулкой 12 выполнен продольный паз

Г. Полость E связана с маслонаполненной камерой А каналом Sl, размещенным между корпусом 7 и наружной втулкой лубрикатора 13.

Устройство работает следующим образом.

При подаче промывочной жидкости (или включении электродвигателя электробура) приводятся в действие герметизируемые узлы и валы 4 и Б забойного двигателя, масло в камере А разогревается и расширяется. За счет теплового расши- рения масла повышается избыточное давление в системе маслозащиты по отношению к давлению промывочной жидкости, которая передается внутрь камеры А через канал E (фиг. 1), поршень 11 и канал Й. При достижении заданного избыточного давления предохранительный узел 10 открывается за счет смещения эластичной втулки 12 в паз Г, в результате чего между втулками 12 и 9 образуется зазор и масло по каналу В и зазору вытекает в поток промывочной жидкости.

При снижении избыточного давления до заданной величины втулка 12 занимает исходное положение и утечка масла пре крашается, Кроме момента запуска, узел 1U вступает в работу при подъеме двигателя из скважины, когда из масла начинают выделяться газообразные вещества. При этом более легкие газы поднимаются из камеры А по каналу ll в полость лубрикатора

6 (фиг. 1) в верхнюю его часть, откуда и удаляются через предохранительный узел 10. При установке его в другом месте (например, в нижней части лубрикатора 6) давлением газа сначала удалялось бы масло из полости лубрикатора

Eme более просто выполнен предохраl нительный узел 10 в системе маслоэащиты с диафрагменным лубрикатором 6 (фиг. 4). Здесь диафрагма 14 надета на перфорированный цилиндр 8 и закреплена на нем зажимной втулкой 9 и корпусом 15 уплотнения 2. На верхнем конце цилиндра

8 выполнен продольный паз Г. давление раствора передается внутрь полости Б через перфорацию в цилиндре 8 и диафрагму 16. При повышении внутреннего, давления верхняя часть диафрагмы 14 смецается в паэ Г и через зазор между диафрагмой 14 и втулкой 9 избыток масла стравливаетсч и поток промывочной жидкости. При снижении избыточного давления до зада)шой величины диафрагма 14 занимает исходное положение и уплотняет зазор. Таким образом, здесь диафрагма 14 также играет роль уплотняющего и упругого элемента предохранительного узла 10.

Поскольку диафрагма 14 относится к деталям типа втулок, то и в данном случае

5 8660 можно говорить о применении эластичной втулки 14 в предохранительном устройств е.

Наряду с указанными могут быть использованы и другие варианты, устройств.

В ччаассттннооссттии, при омывании раствором лубрикатора снаружи целесообразно выполнить паз в наружном цюппщре, а масло подводит к внутренней поверхности эластичной втулки.

Технико-экономические преимущества щ предлагаемого устройства заключаются в предотвращении черезмерного увеличения избыточного давления в маслонаполненной камере А и вытекания масла из маслонаполненной камеры. Это обеспечивается тем, что паз Г находится в потоке промывочной жидкости, s связи с чем отсутствуют условия его зашламления или оседании в нем твердой фазы раствора.

Поэтому появлению зазора между втулками

О и 12 или 15-во втором варианте) нет препятствий. При случайном попадании в открытый зазор частиц твердой фазы раст« вора они не представляют опасности, так как эластичность втулки 12 позволит g5 обеспечить герметичность контакта после снижения избыточного давления до заданной величины. Таким образом, избыточ нов давление при правильном выборе параметров предохранительного узла 10 поддерживается в камере А в оптимальных

91 Ф пределах, чем обеспечивается повышение . м надежности работы системы маслоэащиты и всего двигателя в целом.

Формула изобретения

Система маслоэащиты забойного двигатепя, включающая уплотнения, либрикатор, расположенный над верхним уцлотнением и содержащий масляную полость, цилиндр, зажимную втулку и предохранительный узел, размеценный в верхней части лубрнкатора, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности системы, предохранительный узел выполнен в виде эластичной втулки, размещенной с натягом между цилиндром и эажимной втулкой, причем в цилиндре в месте контакта с эластичной втулкой выполнен продольный паз для стравливания избытка масла из масляной полости.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1. Патент США _#_q 3659662, кл. 175/107, опублик. 1972.

2. Фоменко Ф. H. Бурение скважин электробуром, М., Недра, 1974, с. 84-85 {прототип).

866091

Фиа Г дд В

ФигЗ

Фиа 4

Заказ 8026/48 Тираж 630 Подиисиое.

ВНИИПИ Государстэеииого комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1ЗОЗ5, Москва, ЖЗ5, Рау1аскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП Патэит, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Коротков

Редактор B. Лазаренко Техред „T.Ìàòo÷êà Корректор "М. немчик