Забойный винтовой двигатель

.(51)5 Е 21 В 4 корп а 7,8 ен за улк стерже поршня 14 и 1 16, Дл поршня элемен тель, из стеожен варианттержень .туп 19, ю промыв ь с пере орого ув Двиг содержи Формы. Фиг2, ский вы омываем верхнос щадь ко ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ о изОБРетениям и отнРьггиямПРИ ННТ ССО ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Д.Ф.Балденко, Л.Р,Кондратенко, Ю.Ф.Потапов и В.И.Семенец (53) 622,243,92 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР М 1430491, кл. Е 21 В 4/02, 1983.Авторское свидетельство СССР И 1090047, кл. Е 21 В 4/02, 1983. (5")(57) ЗАБОЙ%Й ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий двигательную секцию, включающую рабочие органы с винтовыми рабочими поверхностями - статор и роИзобретение относится к забойным объемным гидродвигателям и может быть использовано для бурения неФтяных и газовых скважин.Целью изобретения является повышение надежности двигателя за счет поддержания постоянного крутящего момента при износе винтовых поверхностей рабочих органов.На Фиг. 1 изображен двигатель с насадком на поране, продольный разрез; на Фиг. 2 - двигатель с выступом на стержне.Забойный винтовой двигатель содержит шпиндель 1, двигательную секцию и узел соединения 2. Двигательная секция включает рабочие органы - обре зиненный статор 3 и ротор 4, в сквозном канале которого закреплен корпус 5, имеющий на внутренней цилиндрической пОверхности кольцевой выступ б. тор, в сквозном осевом канале которого посредством упругого элемента установпен затвор со степенью перекрытияпроходного сечения, обратно пропорциональной расходу жидкости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности двигателя эасчет поддержания постоянного крутящего момента при износе винтовых поверхностей рабочих органов, упругийэлемент выполнен из двух-частейодинаковой жесткости, а затвор уста"новлен с возможностью взаимодействияс частями упругого элемента с взаимно противоположным направлением ихсил упругости. се 5 на частях упругого элеменодинаковой жесткости установ" вор в виде поршня 9, в цилиндй расточке которого размещена 10 насадка. С помощью крестои 12 в корпусе 5 закреплен ь 13. Кольцеобразные выступы 9 и корпуса 5 образуют камерысоединенные щелевым каналом защиты от загрязнений камер могут быть установлены упругие браженный на Фиг. 1, 13 конусообразнойизображенном на е йв 3 имеет цилиндричевтулка 10 имеетчной жидкостью поенным сечением, пло" личивается в обестороны по оси от своего минимальногосечения.Двигатель работает следующим образом.После включения насоса промывочная жидкость подводится в камеру А,где разделяется на два потока. Одинидет через винтовые поверхности ротора 4 и статора 3, а другой - черезнасадок, состоящий из втулки 30 истержня 13, При этом на кромках насадка, находящегося под действиемчастей упругого элемента 7 и 8 с взаимно противоположным направлениемсил упругости в крайнем верхнем положении, срабатывается перепад давления 3 р, одновременно вызывающийвращение ротора 4 двигателя. Части7 и 8 выбираются равной жесткости,чтобы результирующая сила была постоянной и направленной навстречу движению потока. Гидравлическое усилиеот перепада давления направлено потечению жидкости и может быть рассчитано известным способом по формулеР = дрй,где 1 д - площадь поршня.В процессе работы гидравлическоеусилие уравновешивается результирующей силой упругого элемента.Пройдя рабочую пару, указанныепотоки перед входом в шпиндельобъединяются, Далее промывочная жид кость подводится к долоту (не пока ,зано), По мере износа винтовых рабо, чих поверхностей ротора 4 и статора3 через них при одном и том же перепаде давления из-за протечек проходит большее количество жидкости, В40 связи с этим расход через насадокдолжен уменьшиться, что приведет куменьшению гидравлической силы Г.Поскольку результирующая сила упругого элемента постоянна, то она приводит к перемещению (вверх) поршня.При этом площадь дросселирующей щелинасадка уменьшается до тех пор, покагидравлическая сила Рг не уравновесится результирующей силой упругогоэлемента. Поскольку площадь поршняпрактически не меняется, а указаннаярезультирующая сила постоянна, то перепад давления на рабочей паре по мере износа при одном и том же расходе оказывается практически постоянным,а значит и развиваемый двигателем рабочий крутящий момент также мало изменяется. Так как при износе рабочейпары к ее винтовым поверхностям подводится большее количество жидкости,то тем самым компенсируется падениечастоты вращения выходного вала,обусловленное износом ротора и статора. Возникающие в процессе бурения кратковременные всплески момента сопротивления приводят к подобным колебаниям перепада давления и могут вызвать соответствующие смещения поршня 9. Чтобы этого не произошло, каме ры поршня соединяются щелевым каналом 16, демпфирующим указанные колебания, Поэтому положение в роторе 4 поршня 9 зависит от установившегося значения момента сопротивления, соответствую,щего определенной осевой нагрузке на долоте., 1 Я 3643 Составитель А.СергачевРедактор Н.Горват Техред Л,Сердюкова Корректор О.ЦиплеНВ еодписное Т СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 19 Заказ 44 1 Тираж 470ВНИИПИ Государственного комитета113935, Иосква,о изобретениям35, Раушская на открытиям и д. 4/5