Забойный двигатель

(23) Приоритет Опубликовано 23.12.81. Бюллетень Ле 47 ио делан изобретений н открытий(53) УДК 622 243 .92.05 (088.8) йвта Опубликования описания 25,12 81(72) Авторы изобретения В. Е. Мазеин и И. К. Князев Пермский филиал Всесоюзного ордена Трудовото КрасногоЗнамени научно-исследовательского института буровойтехники(54) ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Изобретение ьтносится к забойным двигателям и предназначено для бурения скважин на полезные ископаемые.Известен турбобур с вращающимся корпусом, содержащий рабочий элемент, вы.5 полненный в виде неподвижной системы статора, размещенной в центре, и подвижной системы ротора, находящий в корпусе и вращающейся вместе с ним. Рабочий элемент трубобура связан со шпинделем. Лопатки ротора и статора чередуются между собой и имеют противоположный наклон.Лоток промывочной жидкости направляется неподвижными лопатками статора на лопатки ротора и происходит вращение корпуса, к которому навернуто долото 1.В известном трубобуре довольно сложная система неподвижного статора с подвижным ротором, имеющим более 300 щ деталей. При сработке подшипников шпинделя детали ротора начинают касаться деталей статора, в результате двигатель выходит из строя. Перекос вращающейся 2массы на периферию ухудшает условтеаработы радиальных опор в рабочем элементе и снижает их стойкость.Известен также забойный двигатель,содержащий ротор с винтовыми каналамии шпиндель 2,Недостатком известного двигателяявляется низкая энергетическая характеристика, обусловленная высокими скоростями вращения и низким крутящим моментомна долоте.Целью изобретения является улучше-ние энергетической характеристики забойного двигателя.Указанная цель достигается тем, чторотОр выполнен в виде, корпуса, вмещаю"щего концентрично установленные одинв другой сердечники, на наружной поверхности которых выполнены винтовые каналы, причем винтовые каналы выполненыс плавно уменьшающимся от входа квыходу сечением, а внутренние поверхностикорпуса и сердечников облицованы элас.тичным материалом.23 формула изобретения Забойный двигатель,соаержащий роторс винтовыми каналами и шпиндель, о т 2 й л и ч а ю щ и й с я тем что, с цельюулучшения энергетической характеристики, ротор выполнен в виде корпуса, вмещающего концентрично установленные один в другой сердечники, на наружной поверхности которых выполнены винтовые кана лы, причем винтовые каналы выполнены с плавно уменьшающимся от входа к вы ходу сечением, а внутренние поверхности корпуса и сердечников облицованы эластичным материалом. 3 89На фиг. 1 изображен забойный двигатель с вырывом места конусных соединений, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.Ствол шпинделя 1, имеющий присое динительную резьбу на бурильные трубы (на чертеже не показан), шаровым подшип ником 2 соединяется с корпусом шпинде ля 3. В шпинделе имеется уплотнение 4.К корпусу шпинделя 3 крепится корпус ротора 5. Внутренняя поверхность корпуса 5 облицована эластичной обкладкой 6, например резиновой, В нижней части корпус 5 имеет резьбу для присоединения долота .(на чертеже не пока,зано).В корпус ротора 5 помещается сердеч. ник 7, имеющий на наружной поверхности винтовые каналы О и на внутренней поверхности обкладку 8 иэ эластичного материала.В сердечнике 7 концентрично разме. щается сердечник 9, имеющий на поверхности винтовые каналы Ъ, подобные каналам б . Полых сердечников 7, но разного диаметра и размещенных друг в друге, может быть 2, 3 и т.д.Сердечники 7 и 9 внизу имеют конусы с для жесткой связи между собой и с корпусом 5.Винтовые каналы О и Ь от входа до выхода промывочной жидкости выпол нены с плавно уменьшающимся сечением и могут иметь один и тот же угол к оси ротора или разный, например 45 и10Забойный двигатель работает следую щим образом.Пройдя шпиндель, поток промывочной жидкости поступает в винтовые каналы сердечника ротора. При движении жидкости внутри винтового канала создаются силы трения и возникает перепад дамения по длине канала, Благодаря криволинейности канала, возникающие,реактивные силы не уравновешиваются и появляется 187 5сила, создающая крутящий момент. Сумматаких сил и вращает ротор.Изменением количества каналов, ихдлины, криволинейности и площадей сечения на вхоДе и выходе регулируются параметры энергетической характеристики,в том числе и скорость вращения роторас долотом.Отсутствие в рабочем элементе дви Е гателя деталей, вращающихся друг относительно друга,. существенно упрощаетконструкцию и снижает количество деталей, Стойкость ротора зависит от стойкости винтовых каналов,"которые испытывают действие абразивных частиц в промывочной жидкости. Шпиндель забойногодвигателя взаимоэаменяем и может меняться на буровой,Использование предлагаемого забойно го двигателя позволяет снизить скоростьвращения вала и повысить крутящий мо-.мент на долоте. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 115725, кл. Е 21 В 3/12, 1957.фф 2. Патент США % 2753154,кл. 175/107, 1956.