Шпиндель турбобура

(51)5 Е 21 В 4/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСГ 1 АТЕНТ СССР) ТЕНТН ЗОБРЕТЕНЛЬСТВУ ОПИСАН АВТОРСКОМУ СВИ следова кий инс едочного в. Расчет, эта ция 2.СССР йжин за- зобретеИзобретение относится к горному делу, м а именно к секционным турбобурам, и мо- м жет быть использовано при бурении нефтя- к ных, газовых и любых других скважин. жЦелью изобретения является повышение моторесурса работы шпинделя турбобу- л ра. рНа фиг.1 представлена схема шпинделя к турбобура; на фиг.2 - компенсатор пульса ций давления; на фиг.3 - лубрикатор диаф- н рагменный.Шпиндель турбобура (фиг.1) состоит иэ 8 маслонаполненного герметизированного 1 картера 1 в котором расположены, осевая б опора 2, компенсатор пульсаций давления р 3, лубрикатор диафрагменнный 4 и ограни- р чен неподвижным корпусом 5, вращающим- т ся валом 6 и торцовыми уплотнителями 7. вВ состав шпинделя турбобура входят в также; лубрикатор поршневой 8, располо- к женный в верхней части вращающегося ва- ц ла, прямой масляный канал 9 и обводной в(71) Западно-Сибирский научно-истельский и проектно-конструктортитут технологии глубокого развбурения(56) Гусман М.Т и др конструирование и экспл турбобуров.М., Недра,1976,с.310-3Авторское свидетельство 926207, кл. Е 21 8 4/00, опублик. 1 (54) ШПИНДЕЛЬ ТУРБОБУРА . (57) Использование: бурение скв бойными двигателями. Сущность и ния; шпиндель состоит из маслонаполненного картера, образованного корпусом, вращающимся валом и торцовыми уплотнениями, Внутри картера размещены осевая опора, компенсатор пульсации, поршневой и диафрагменный лубрикаторы. В верхней части вращающегося вала выполнены прямой масляный канал и обводной масляный канал, по которым циркулирует масло. Для прохода промывочной жидкости к компенсатору пульсаций давления служит обводной канал. Для заливки масла в герметизированный картер и масляные полости лубрикаторов и масляную полость компенсатора пульсаций давления используются отверстия с пробками. 3 ил. асляный канал 10, по которым циркулирует асло, Для прохода промывочной жидкости компенсатору пульсаций давления 3 слуит обводной канал 11.На теле неподвижного корпуса 5 распоожены отверстия с пробками 12,по котоым заливают масло в герметизированный артер 1 и заполняют масляные полости 13, 4, 15. Для стравливания воздуха и избыточого масла из герметизированного картера , в верхней части поршневого лубрикатора расположен предохранительный клапан 6. Промывочная жидкость из турбины туробура проходит в шпинделе турбобура чеез верхний переводник 17, опору адиальную 18, каналы подводные 19 и ценральный канал 20, При этом часть промыочной жидкости, через обводной канал 11, оздействует через перфорирова н ную втулу 21 на диафрагму 22 компенсатора пульсаий давления 3. Для оптимальной работы ращающихся элементов осевой опоры 2, вгерметизированном картере 1, в верхней и нижней части у торцовых уплотнений 7, находятся масляные полости торцовых уплотнений 23 и масляные каналы 24, в которые масло подается из диафрагменного лубрикатора 4 под действием промывочной жидкости, поступаемой из затрубья по отверстию 25. Движение промывочной жидкости в шпинделе турбобура показано стрелками (фиг.1),Шпиндель турбобура работает следующим образом,Перед спуском в скважину компоновкитурбобура, герметизировэнный картер 1 заполняют маслом через специальные отверстия 12 с пробками, так чтобыгерметизированный картер 1, масляные каналы 9, 10, масляные полости 13 (фиг.З), 14. лубрикаторов 4 и 8 и полость 15 (фиг,2) компенсатора пульсаций давлений 3 были заполнены, при этом воздух и избыток маславыходит через одно из отверстий 12 илипредохранительный клапан 16, расположенный в поршневом лубрикаторе 8.При запуске турбобура в скважине, промывочная жидкость из турбинной секциитурбобура, йроходя через верхний переводник 17 шпинделя, радиальную опору 18,подводные каналы 19, попадает в центральныйканал 20 вращающегося вала 6 шпинделя идалее к долоту на забой, При этом частьпромывочной жидкости воздействует напоршень поршневого лубрикатора 8, чтопозволяет подавать масло из полости 14через канал 9 в герметизированный картер1.А другая часть промывочной жидкости,проходя через отводной канал 11, перфорированную втулку 21, воздействует на диафрагму 22 компенсатора пульсаций давления3 и через нее на масло, расположенное вполости 15 (фиг,2), Так кэк диафрагма 22компенсатора пульсаций давления выполнена из малоинерционной упругой резины,то она позволяет существенно уменьшитьвлияние массы масла на колебания давления в маслонаполненном герметизированном картере 1 шпинделя и обеспечиваетпостоянное избыточное давление при утечке масла в торцовом уплотнении 7.При работе шпинДеля основную нагрузку несет осевая опора 2, при этом она разогревается и нагревает масло вгерметизированном картере 1. При нагревании масло расширяется и в маслонаполненном герметизированном картереувеличивается давление по отношению кдавлению промывочной жидкости, действующей на торцовые уплотнения 7. При достижении заданного избыточного давления вмаслонаполненном герметизированномкартере 1, предохранительный клапан 16,расположенный в верхней части поршнево 5 го лубракатора 8, открывается и часть маславытекает в поток промывочной жидкости.При снижении избыточного давления до заданной величины, предохранительный клапан закрывается и утечка масла10 прекращается.При утечке масла из маслонаполненного картера 1, через торцовые уплотнения 7,для защиты вращающихся элементов осевой опоры 2 включаются в работу поршне 15 вой лубрикатор 8 и диафрагменныйлубрикатор 4, при этом поршневой лубрикатор 8 под действием промьвочной жидкостиподает масло из своей масляной полости 14к полости торцового уплотнения 23 в верх 20 ней части маслонаполненного герметизированного картера 1 и по обводному каналу 10к полости 23 нижнего торцового уплотнения7, а диэфрагменный лубрикатор 4, под действием промывочной жидкости, подаваемойиз затрубья, через отверстие 25 (фиг.З) втеле неподвижного корпуса 5, подает маслочерез каналы 24 непосредственно к вращающимся элементам осевой опоры 2, поддерживая ее в работоспособном состоянии.30 Использование изобретения позволяетв сравнении с прототипом обеспечить эффективную и надежную работу шпинделятурбобура за счет комплексной, комбинированной защиты осевой опоры при утечках35 масла из маслонаполненного герметизированного картера через уплотнения,Формула изобретенияШпиндель турбобура, содержащий неподвижный корпус,вращающийся вал, ди 40 афрагменный лубрикатор, радиальные иосевую опору, уплотнения, представляющие систему верхних и нижних торцовыхуплотнений, маслонэполненный герметизированный картер, о т л и ч а ю щ и й с я тем,45 что, с целью повышения моторесурса, онснабжен поршневым лубрикатором с предохранительным клапаном, расположенным вверхней части вращающегося вала, и компенсатором пульсаций давления, располо 50 женным в маслонаполненном картере нижеверхнего торцового уплотнения, причем в,теле вращающегося вала выполнен прямоймасляный канал, а в теле неподвижного корпуса обводной масляный канал, гидравличе 55 ски сообщающие поршневой лубрикатор сполостями маслонаполненного герметизирован ного картера в зоне верхнего и нижнего торцовых уплотнений, при этом в теленеподвижного корпуса выполнен обводнойканал, гидравлически сообщающий компен/сатор пульсаций давления с верхней полостью шпинделя ниже подводных каналов промывочной жидкостив теле вращающегося вала,1808948 Собткавигтель А,ХромисмТехред М,Моргентау Корр Редактор ор Л,фил Заказ 1262, Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета М иэобрвтейиям и.откр 113035, Москва, Ж-Зб, Рауаская иаб., 4/бпри ГКНТ ССС зводстаенно"нвдательскнй конбннат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарнна, 10 т