Забойный винтовой двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 781403 51)5 Е 21 В 4/02 ИЗОБ ТЕН ОПИ Н ВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКО н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ЗАБОЙНЫЙ ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ(57) Использование: бурение скважин нанефть и газ. Сущность изобретения: двигатель содержит одну или несколько двигательных секций, опорную секцию и узлысоединения секций, Каждая двигательная тение относится к забойны героторного типа и может быт о для бурения скважин для до Изобре мдвигателям ьиспользованбычи нефти,Известен забойный винтовой двигатель, содержащий одну или несколько двигательных секций, включающих корпус состатором, выполненным в виде привулканизированной к корпусу резиновой обкладки;и ротор, расположенный внутри статора,имеющие соответственно внутренние и наружные винтовые зубья, находящиеся в постоянном контакте, причем число зубьевстатора на единицу превышает число зубьевротора, опорную секцию, включающую корпус, выходной вал с осевыми и радиальнымиопорами, один или несколько узлов соединения корпусов секций,Недостатком двигателя является то, чтов данной схеме для обеспечения работоспокорпус со статором и рази ротор, имеющие соответние и наружные винтовые инения секций выполнен в зубьев, Ширина вершин ширины основания. Узелу корпусами опорной и кций и(или) между корпуса- секций. В интервале зубчаия корпусов установлен тнительный элемент. Шиьного элемента не менее го соединения корпусов. отнительный элемент монен за одно со статором и им элементом. 2 з.п. ф-лы,секция содержит мещенный внутр ственно внутрен зубья, Узел соед виде торцевых зубьев больше расположен межд двигательной се ми двигательных того соединен ,эластичный упло рина уплатнител высоты зубчато Эластичный упл жет быть выпал армирован упруг 4 ил,собности двигателя, гибкая труба должна иметь достаточно большую длину, затрудняющую бурение участков набора кривизны горизонтальных скважин.Целью изобретения является повышение эффективности бурения горизонтальных скважин, упрощение конструкции и уменьшение длины двигателя, повышение Сд надежности работы двигателя,- Для этого винтовой забойный двигатель, содержащий одну или несколько двигательных секций, включающих корпус со статором, выполненным в виде привулканизирован ной к корпусу резиновой. обкладки, и рОтор, расположенный внутри статорг, имеющие соответственно внутренние и наружные винтовые зубья, находящиеся в постоянном контакте, причем число зубьев статора на единицу превышает число зубьев ротора, опорную секцию, включающую кор51015 20 25 30 40 45 50 55 пус, выходной вал с осевыми и радиальными опорами, один или несколько узлов соединения корпусов секций, снабжен кольцевым эластичным уплотнительным элементом, а узлы соединения корпусов секций выполнены в виде торцевых зубьев, ширина вершин которых по окружности корпуса больше ширины основания и расположены между корпусами ойорйой и двигательной секций и(или). между кЪрйуссамй двигательных секций, причем эластичный уплотнительный элемент размещен в интервале зубчатого соединения корпусов и имеет высоту не менее высоты зубчатого соединения корпусов, кроме того, эластичный уплотнительный элемент выполнен за одно со статором и армирован упругим элементом.На фиг, 1 изображен продольный разрез забойного винтового двигателя; на фиг. 2 и фиг, 3 - варианты выполнения уплотнительного элемента; на фиг, 4 - вариант размещения узла соединения частей корпуса.Двигатель содержит одну или несколько двигательных секций, включающих ротор 1, размещенный внутри статора 2, выполненного в виде привулканизированной к корпусу 3 резиновой обкладки. Ротор 1 и статор 2 имеют соответственно наружные и внутренние винтовые зубья, находящиеся в постоянном контакте. Число зубьев статора 2 на единицу превышает число зубьев ротора 1, Опорная секция содержит радиальные и осевые опоры 4 и выходной вал 5, установленные в корпусе. Роторы 1 соединены между собой или с выходным валом 5 двухшарнирным соединением б. Узлы соединения корпусов секций двигателя выполнены в виде торцевых зубьев 7, ширина вершин которых по окружности корпуса больше ширины основания. Величина зазора выбирается таким образом, чтобы зубья не могли выйти из зацепления,Такое соединение частей корпуса и их постоянная кинематическая связь позволяют передавать осевую нагрузку - сжимающую и растягивающую, крутящий момент, а также позволяют перекашивать оси частей корпуса на угол до 10 О, Величина угла перекоса определяется, величиной зазора между зубьями и формой зуба,На фиг, 1 показаны зубья наиболее простой трапециевидной формы, но форма зубьев может быть и другой, например, овальной. Единственное ограничение, накладываемое на форму зуба, - ширина зуба должна быть больше ширины основания.Соединение частей корпуса может быть расположено в интервале соединения рабочих органов и опорного узла, как показано на фиг. 1, так и в интервале узла соединения рабочих органов (фиг, 3), когда рабочие органы выполнены секционными.В интервале зубчатого соединения корпусов размещены кольцевые эластичные уплотнительные элементы 8. препятствующие утечке рабочей жидкости в затрубное пространство. Элементы 8 должны иметь высоту не менее высоты зубчатого соединения корпусов, Из конструктивных соображений, этот элемент 8 удобно выполнить за одно с резиновой обкладкой статора, как показано на фиг, 1, Возможно выполнение этого элемента 8 отдельно от обкладки статора, как показано на фиг. 3.С целью повышения надежности работы двигателя, при больших углах перекоса, для предотвращения выдавливания эластичного уплотнения,.в зазор между зубьями, эластичное уплотнение может быть армировано упругим элементом 9 (фиг. 2).Работа двигателя осуществляется следующим образом, Рабочая жидкость под давлением поступает в каналы между ротором 1 и статором 2 и приводит во вращенце ротор, через шарнирное соединение 6 вращение с ротора передается на выходной вал 5 и далее на долото. Рабочая жидкость, пройдя через рабочие органы, попадает во внутреннйй канал выходного вала 5 и далее на забой скважины,При бурении участков набора кривизны горизонтальных скважин двигатель спуск- ется в скважину и с помощью клина или других отклоняющих устройств, производится набор кривизны, За счет перекоса осей частей корпуса в зоне зубьев и за счет малой длины этих частей производится интенсивный набор кривизны с радиусом 10- 20 м, Столь малые радиусы искривленных участков позволяют забуривать горизонтальные стволы из эксплуатационных колонн существующих скважин непосредственно в зоне продуктивного пласта.Использование изобретения повысит технико-экономические показатели бурения горизонтальных скважин и в целом повысит нефтеотдачу эксплуатируемых месторождений,Ф о р мул аи зоб рете н и я 1. Забойный винтовой двигатель, содержащий одну или несколько двигательных секций, включающих корпус со статором, выполненным в виде привулканизированной к корпусу резиновой обкладки, и ротор, расположенный внутри статора, имеющие соответственно внутренние и наружные винтовые зубья, находящиеся в постоянном контакте, причем число зубьев статора на единицу превышает число зубьев ротора, опорную секцию, включающую корпус, выходной вал с осевыми и радиальными опорами, один или несколько узлов соединения корпусовсекций, отл ича ю щийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения горизонтальных скважин, он снабжен кольцевым эластичным уплотнительным элементом, а узлы соединения корпусов секций выполнены в виде торцевых зубьев, ширина вершин которых по окружности корпуса больше ширины основания, и расположены между корпусами опорной и двигательной секций и(или) между корпусами двигательных секций, причем эластичный уплотнительный элемент размещен в интервале зубчатого соединения корпусов и имеет высоту не менее высоты зубчатого соединения корпусов.5 2. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения длины двигателя, эластичный уплотнительный элемент выполнен за одно со статором,10 3, Двигатель по и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения надежности работы двигателя, эластичный элемент армирован упругим элементом,1781403 оставитель Н.Мутовкхред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец ор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 4261 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5