415348

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВ е ОЛЕСКОМУ АРВИДЕ е ЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимо от авт, свидетельства Ме Заявлено 17.7.1972 ( 1785223/22-3) М. Кл Е 21 Ь 3/12 рисоедицением заявки М осударственныи комитетСовете Министров СССРпо делам изобретенийи открытий риоритет 3 Опубликовано 15,11.1974. Бюллетень622.243.92.05 (088.8 Дата опубликовация описания 19 Х 1.19 вторызобретен Попов, А. И. Спивак, Г, И. Василье. М. филимонов, Е, В. Столяров и МУфимский нефтяной инсти Б. Н. ТрушкинК. Латыпов аявите Ь ЗАБОЙНОГО ДВИГЛТЕ ИН Изобретение относится и шпинделям зцых двигателей, предназначенным дляприятия реакции забоя скважины и передачивращения от вала двигателя к долоту при бурени,и,Известна осевая резино-металлическая опора турбобура с гидравлической разгрузкой,каждая секция которой включает два диска,закрепленных на валу, два подпятника малого диаметра, находящихся между дисками, идва подпятника большого диаметра, расположенных выше и ниже дисков и укрепленныхв корпусе. Во время работы одисч диск опирается на подпятник большого диаметра, авторой - на подпятник малого диаметра, в результате чего создается замкнутая внутренняяполость подшипника, сообщающаяся черезотверстие в корпусе турбобура с затрубнымпространством. Давление выше и ниже дисковбольше на величину перепада на турбине турбобура,и долоте. За счет разности давлений иразности диаметров подпятников создаетсяразгружающий опору эффект.Недостатком известных шпинделей с резинометаллцчеокими подшипниками с гидравлической разгрузкой является низкая надежность работы, связанная с высокими требованиями к точности сборки и с неравномернымизносом подпятников большого и малого диаметров,Цель цзооретецця - создание шпинделя турообура с большим ресурсом работы (превышающим ресурс наиболее долговечного шпинделя с резпцо-металлическими подшипникаб ми) и с высокцмц коэффициентом полезногодействия ц надежностью раооты. Это достигается тем, что диск пяты выполнен с полостью, гидравлцчсскп соедцнецной с внутренней полостью вала и затрубным пространством кана лами, перекрываемыми шариком, расположенным в полости.При 1 казанном выполнениивнутренняя полость вала п 1 дравлически сообщается через радиальный канал в нем с коль цевой проточкой в резиновом элементе подпятника, контактирующего с диском. При этом шарик перетерывает канал полости со стороны второго подпятника, не имеющего контакта с диском пяты, и обеспечивает разность давле ций между внутренней полостью вала и полостью между валом и корпусом, которая сообщается через уравнительные каналы в подпятниках и проточную радиальную опору с затрубным пространством. Разность давлений 25 между внутренней полостью вала и затрубнымпространством, равная перепаду на долоте, создаст гцдростатцческий эффект и уменьшает потери ца трение в осевой опоре. Число ступеней пяты выбирается по величине ожидае мой осевой нагрузки на долото, За сч т лець40 45 щения потерь в шпинделе значительно возрастает ГОц)НОст ц3 аоое с 5 важин ы, уецьц ется износ осеи,)х опор и возр;сг;ст ресурс раты ццццдсл 5,На чертеже показан описывасмьш шишдель.ШпНндель состоит из корпуса 1 с размещенпымми в нем подпятниками 2, вала 3 с внутренней полос)но 4 и закрепленными диск;мц 5 ц дух дцал)н)х Опор; верхиЙ 6 ц ццжцей 7, Полость 8 между валом и корпусом через уравнительные каналы 9 и проточную радиальную опору 7 сообщается с затрубцым пространством. Корпус имеет резьбу 10, а вал в конус 11 для соединения с забойным двигателем. К нижнему козинцу вала при полощи резьбы 12 присоединяется долото. Подпятники имеют нижние и верхние резиновыс элементы 13 и 14 соответственно с кольцевыми проточками 15 и 16. Радиальный канал 17 связывает вцутранню)о полость вала с полостью 18 диска, а каналы 19 и 20 - полость диска с полостью между валом и корпусом, Шарик 21 предназначен для перекрыти 5 любого из трех каналов.Шпиндель работает следующим образом.Забойный двигатель запускается в скважине без нагрузки на долото при наличии промывки. При этом под действием вертикальной нагрузки, слагающейся из собственного веса вала и действи 5 перепада давления ца долоте в случае работы с электробуром и перепала давления ца гидравлическом двигателе плюс перепад давления ца долоте, вал 3 шпинделя находится в крайнем нижнем положении (как это показано ца чертеже), Промывочная жидкость движется через полость 4 вала 3 и долото, а также по каналу 17 в полость 18 и далее через канал 19, полость 8, уравнительный канал 9 и проточную радиальную опору 7 - в затрубное пространство. Под действием разности давлений между полостями 18 и 8 шарик 21 закрывает канал 19. Движецие жидкости по радиалыному каналу 17 прекращается.В проточке 16, замкнутой диском 5, давление увеличивается, выравнивается с давлонием в полости 4 и создает гидростатический эффект, равный площади проточки, умноженной на разность давлений между полостями 18 и 8,5 10 15 20 25 30 35 4и уменьшающий удельное давление дисков 5 :. резцновье эл)е)енть 14 подпятников 2. При э ом сопротивление вр.щенцю дискон;) ОтносислНО цо,ц 5 НННО) 2 уме ьцстс 5 ц ) пределе может оказаться равным вязкости жидкости при гидростатическом эффекте, который равен верт)кальной нагрузке на осевую опору. Забойный дигатель легко запускается.ВО время бурсцц 5 Нод,)СЙсВце) ре)цццц забоя, превышаошсй напр)вленнуО вниз нагрузку на вал 3, последний перемещается в крайнее верхнее положение. При этом диски 5 отходят от верхних резиновых элементов 11 подпятников 2 и прижимаются к нижних резиновым элементам 13, Промывочная жидкость по радиальному каналу 1 через полость 18 и канал 20 начинает перетекать в полость 8. Под действием разности давлений, между полостями 18 и 8 шарик 21 закрывает каНал 20 и прекращает переток жидкости. Давление в кольцевой проточке 15 выравнивается с давлением в полости 4 и создает гидростатический эффект, направленный навстречу действию реакции забоя, в результате чего значительная часть усиления в осевой опоре передается через жидкость, что приводит к снижению потерь энергии на трение и уменьшению износа элементов опоры.При спуске бурильного инструмента наблюдается переток жидкости из скважины внутрь бурильных труб через долото, шпиндель и забойный двигатель При этом шарик 21 закрывает радиальНый канал 17, препятствует течению жидкости через полость 18 и предотвращает возможное ее забивацие шламом,Предмет изобретенияШпиндель забойного двигателя, включающий корпус, полый вал с радиальными каналами, многоступенчатую опору, состоящую из пяты и подпятника с каналами и с резиновыми элементами, снабженныли кольцевыми проточками, и проточную радиальную опору, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности работы шпинделя, диск пяты выполнен с полостью, гидравлически связанной с внутренней полостью вала и затрубным пространством каНалами, перекрываемыми шариком, расположенным в полости.415348 оставитель А, ПоновТехред А. Камышнико Тираж 565Совета Министров СССоткрытийнаб., д. 45 Одписное пография, пр. Сапунова, 2 актор Н. Корчен Заказ 1372/3ЦНИИП Изд. М 1258 Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж.35, Раушска