Забойный винтовой двигатель

Забойный винтовой двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

ИСАНИЕ ии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29,03.79 (2I ) 2738151/22-03 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.05. 82. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07.05.82 (51)М. Кл.

Е 21 В 4/02

Вкударстванвй комитет ао делам иэабретеиий и открытий (53) УД К622.243. . 92.05 (088.8) Q. Ф. Балденко, Т. Н. Бикчурин, Ю, В. Вад цкий, (МРМЛЯД (Ьн, M кочне и C С. H юааров:

° г j g Öß!ô

Всесоюзный ордена Трудового 1(расного Знам ни нау. ноисследовательский институт буровой техники "М"" 1 г

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявители филиал Всесоюзного научно-исследовательско буровой техники (54) ЗАБОЙНЫЙ ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к технике бурения нефтяных, газовых и геологоразввдочных скважин.

Известен забойный винтовой двигатель, содержащий рабочие органы в виде многозаходного героторного механизма (1 ) .

В винтовых двигателях пространственная форма винтовых поверхностей ротора и статора определяется параметром С, представляющим собой отношение шага !

О винтовой поверхности ;, рабочего органа (статора или ротора) к его среднему диаметру Дср.

Недостатком известного двигателя, 15 имеющего параметр С, равный 4, 6, является нестабильность пусковых качеств двигателя, вызванная возможностью самоторможения рабочих органов.

Если рассматривать рабочие органы двигателя, как передачу винт-гайка, то зависимость между теоретическим вращающим моментом МТ двигателя и осевой силой 5, действуюшей на ротор, имеет вид

), т где cx — угол подъема винтовой линии;

p — угол трения, равный clrctg 4 где — коэффициент трения ротор с та тор, В винтовом забойном двигателе при определенных условиях коэффициент трения покоя f может принимать значения, близкие к единице и даже превышающие эту величину, а угол трения Р при этом приближается к значениям угла и..

Следовательно, возможны такие режимы трения, когда величина с(-pjw Ои в механизме происходит явление самоторможения, в результате чего двигатель не запускается.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение пусковых характеристик двигателя.

Это достигается тем, что шаг т винтовой поверхности рабочего органа и

3 92 средний диаметр >ср винтовой поверхности рабочего органа связаны соотношением 5, 5- 1 2

На фйгР1 изображен предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 . сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 - развертка винтовой поверхности рабочего органа на плоскость; на фиг. 4 — график изменения вращающего момента двигателя и утечки жидкости в рабочих opt-анах двигателя.

Двигатель содержит рабочие органы: ротор 1 и статор 2, представляющие со-:

; бой винтовой героторный механизм с разницей в числах зубьев статора и ротора, равной единице, корпус 3, шарнирное соединение 4, выходной попый вап

5, установленный в радиальных подшип- никах 6. Лля восприятия осевых усилий в корпусе установлен упорный подшипник 7.

Ивигатель работает следующим образом.

При подаче промывочной жидкости в рабочие органы ротор 1 совершает планетарное движение. Посредством шарнирного соединения 4 планетарное движение ротора 1 преобразуется в концентрическое вращение выходного вала 5.

Из рабочих органов отработанная промывочная жидкость через полый вал 5 попадает в породоразрушающий инструмент (на чертежах не показан) и далее на забой скважины. При проектировании рабочих органов винтовых двигателей с параметром С =5,5ф12 угол подьема винтовой линии с приобретает значение в пределах 62-75о, что препятствует явлению самоторможения в механизме.

Из графика на фиг. 4 видно, что при

"максимальном коэффициенте трения пары ротор-статор диапазон С, равный 5,5-: —;12, обеспечивает устойчивость запуска двигателя при незначительном увеличении утечек.

6209 4

КПЙ двигателя находится на уровне

К IM серийных машин, а его долговечность в 1,5-2 раза выше, Экономический эффект от внедрения изобретения слагается из экономии времении на спуско-подъемные операции, связанные с отказами двигателя на забое, и увеличения проходки за межремонтный период двигателя. Кроме того, увеличение

1о значения параметра С. при сохранении других геометрических параметров рабочих органов приводит к снижению скорости вращения выходного вала, что, в свою очередь, вызовет увеличение проходки

15 на долото

Промышленные испытания забойного винтового двигателя в идентичных усло виях Татарии показали, что проходка на долото увеличивается на 364 по сравнеуо нию с проходкой в серийном двигателе

EL2-172М, а отказы в запуске и остановке двигателя не наблюдаются.

25 Формула из обре тен ия

Забойный винтовой двигатель, содержащий рабочие органы в виде многоэаходного героторного механизма, о т л и3о чающийся тем, что, ецельюповьпиения его надежности и улучшения пусковых характеристик, шаг винтовой поверхности рабочего органа и средний диаметр Зс винтовой поверхности рабочего органа связаны соотношением

Ф.

=5,5-:12. Зср, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе лп

l. Двигатель винтовой забойный

Q2-172М. Технические условия ТУ26«

02-573-74, гр. Г43 рег.ном.ВИФСа, 124667, 11.10.74.

y>r