Героторный модуль забойного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7406 19) Е 21 В 4/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ Ь СТВУ К АВТОРСКОМеаЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Двигатель винтовой забойный Р 12-195. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Д 2-195,000.ТО, 1988, с; 22-23, рис.7.Гусман М.ТБалденко Д.Ф. Винтовые забойные двигатели. Сеоия Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ. 1972.(54) ГЕРОТОРНЫЙ МОДУЛЬ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к забойным двигателям.Известен забойный винтовой двигатель, включающий винтовую пару, цельный ротор и карданную передачу,Недостатками его являются значительная деформация резиновой обкладки статора, обусловленная больщой неуравновещенной массой ротора, что вызывает снижение его стойкости, а также малая надежность карданной передачи в условиях работы.в абразивной среде, Замена карданной передачи на гибкую торсионную приводит к значительному увеличению осевых габаритов двигзтеля и среди других, связанных с этим, недостатков - к нерациональному расходованию дефицитного труб ного проката. 2(57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин забойными двигателями, Сущность изобертения: героторный модуль забойного двигателя содержит винтовую пару из статора и полого ротора с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфту, связанную резьбой с ротором, и торсион. На верхнем конце торсиона выполнен диаметральный выступ с конической поверхностью. Между уступом ротора и полумуфтой размещена распорная втулка, Наружная поверхность втулки цилиндрическая, внутренняя - коническая. Между уступом ротора и распорной втулкой установлено дистанционное кольцо. В распорной втулке с обоих торцов выполнены 3 продольные прорези. Прорези в осевом направлении перекрывают друг друга, 2 э,п. ф-лы, 4 ил. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является забойный винтовой двигатель, включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфту, связанную резьбой с ротором, торсион с выполненным на верхнем его конце диаметральным выступом с конической поверхностью. Момент силы, возникающий в винтовой паре этого двигателя, передается с ротора на торсион через резьбовое соединение ротора с полу- муфтой и далее по взаимодействующим коническим поверхностям с полумуфты на диаметральный выступ торсиона,Недостатками этого двигателя являются: ненадежность работы резьбового соединения полумуфты с ротором, приводящая к отсоединению последнего и аварии двига20 статора. Особенно этот недостаток проявляется при использовании винтового двига 30 35 ской поверхности ротора и нажимным торцом полумуфты и установленной свозможностью взаимодействия с торсиотеля, обусловленная возможностью возникновения на соединении разнонаправленных моментов силы в случае секционирования двигателя, а также в случае использования винтовой пары в качестве регулирующего устройства турбобура; ненадежность работы конусного соединения торсиона и полумуфты, приводящая к отсоединению от торсиона и "всплыванию" ротора с полумуфтой при использовании двигателя в качестве регулирующего устройства турбобура, а также при спуске двигателя в скважину, В дальнейшем при работе может быть нарушено гидравлическое разобщение по взаимодействующим конусным поверхностям полумуфты и торсиона и, как следствие, возникновение протечки рабочей жидкости через полость ротора, минуя рабочие органы.Недостатком также является жесткая привязка в осевом направлении положения верхнего конца торсиона относительно ротора, а следовательно, ротора относительно теля в качестве регулирующего устройства турбобура. Невозможность изменения вэаимного осевого положения ротора и статора лишает возможности корректировать таким способом характеристику этого устройства и турбобура в целом.Цель изобретения - повышение надежности работы модуля за счет предотвращения разъединения полумуфты с ротором при секционировании двигателя, предотвращение разъединения торсиона с ротором и исключение протечки жидкости между ними и улучшение эксплуатационной характеристики модуля за счет обеспечения корректировки взаимного осевого положения ротора и статора.Указанная цель достигается тем, что героторный модуль забойного двигателя,включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуф.ты, связанную резьбой с ротором, торсион с выполненным на верхнем его конце диаметральным выступом с конической поверхностью, снабжен по крайней мере одной распорной втулкой с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями, размещенной внутри полого ротора между уступом на внутренней цилиндриченом по конической поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности, а также снабжен дистанционным кольцом, ус 5 10 15 тановленным между торцом распорной втулки и уступом на внутренней поверхности ротора. При этом в распорнои втулке с обоих торцов выполнены продольные прорези, взаимное перекрывающиеся в осевом направлении,На фиг. 1 изображен героторный модуль забойного двигателя, общий вид; продольный разрез; на фиг, 2 и 3 - варианты закрепления торсиона в роторе; на фиг. 4 - распорная втулка в трех проекциях,Модуль состоит из винтовой пары, включающей статор 1 и ротор 2 и с уступом 3 на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфты 4, закрепленной в роторе на резьбе 5 и взаимодействующей своим нажимным торцом 6 с торсионом 7, на диаметральном выступе 8 с конической поверхностью которого установлена распорная втулка 9 с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями, контактирующая с выступом 8 по конусной поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности и опирающаяся на уступ 3 ротора, Между распорной втулкой и уступом может быть установлено дистанционное кольцо 10, установленное между торцом распорной втулки 9 с уступом 3 на внутренней поверхности ротора 2.По другому варианту торсион крепится с помощью двух распорных втулок. Распорная втулка 9 выполняется с обоих ее торцов с взаимно перекрывающимися в осевом направлении продольными прорезями 11,Устройство работает следующим образом,При сборке героторного модуля (фиг, 1) в цилиндрическую расточку ротора 2 вводится распорная втулка 9 до упора в уступ 3 расточки. На конусную поверхность распорной втулки своей ответной конусной поверхностью на верхнем диаметральном выступе 8 садится торсион 7 и с помощью полумуфты 4, взаимодействующей нажимным торцом 6 с торсионом при креплении реэьбового соединения 5, происходит заклинивания распорной втулки 9 в зазоре между ротором и торсионом.В работе момент силы, возникающий в винтовой паре героторного модуля, используемого.как односекционный двигатель или винтовой регулятор турбобура. передается с ротора 2 на торсион 7 или обратно через распорную втулку 9, минуя резьбовое соединение 5, что предотвращает разьединение полумуфты 4 с ротором 2 и протечку жидкости между ними.При использовании секционного винтового двигателя имеет место несоответствиемоментных характеристик отдельных двигательных секций, что вызывает противодействие вращению.В предлагаемом устройстве достаточноприменить в качестве верхней секции более 5быстроходную винтовую пару и будет исключен отворот полумуфты 4 от ротора 2.При работе винтовой пары в насосомрежиме, а также при спуске инструмента вскважину, т,е, когда возникает подъемная 10сила, действующая на ротор, в предлагаемом устройстве не происходит отстыковкиротора 2 от торсиона 7 и его "всплывание" .благодаря взаимодействующим между собой по коническим поверхностям торсиона 15и распорной втулкизажатых между уступом 3 ротора и нажимным торцом 6 полумуфты,Кроме того, возможность крепленияверхнего хвостовика торсиона к ротору в 20любой точке его внутренней цилиндрической поверхности с помощью распорнойвтулки и дистанционного кольца 10 позволяет производить оперативную (в условияхтурбинного цеха) корректировку характеристики героторного модуля-регулятора в соответствии с требованиями режимабурения, путем введения в зацепление состатором 1 требуемой длины ротора 2 припрочих постоянных значениях конструктивных параметров.Важное значение имеет также выполнение распорных втулок 9 с продольными прорезями 11 с обоих торцов, взаимноперекрывающихся в осевом направлении 35(фиг. 3), Такое решение кроме надежногокрепления торсиона в роторе позволяетобеспечить полную ликвидацию проточекрабочей жидкости, минующих рабочие органы, а также снимает эту функцию с резьбового соединения 5, что очевидно повышаетнадежность последнего,Устройство позволяет повысить технико-экономические показатели как турбийного бурения с использованием 45 низкооборотных долот с герметизированными маслонаполненными опорами, так и бурения винтовычми забойными двигателями за счет улучшения энергетической характеристики, ее стабильности во времени, повышения надежности забойного двигателя и его монтажных качеств. Формула изобретения 1. Героторный модуль забойного двигателя, включающий винтовую пару, содержащую статор и полый ротор с уступом на внутренней цилиндрической поверхности, полумуфту, связанную резьбой с ротором, торсион с выполненным на верхнем его конце диаметральным выступом с конической поверхностью, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности работы модуля за счет предотвращения разъединения полумуфты с ротором при секционировании двигателя, предотвращения разьединения торсиона с ротором и исключения протечки жидкости между ними, он снабжен по крайней мере. одной распорной втулкой с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями, размещенной внутри полого ротора между уступом на внутренней цилиндрической поверхности ротора и нажимным торцом полу- муфты и установленной с воэможностью взаимодействия с торсионом по конической поверхности, а с ротором - по цилиндрической поверхности.2. Модуль по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационной характеристики модуля за счет обеспечения корректировки взаимного осевого положения ротора и статора, он снабжен диста н цион ным кол ьцом, установленным между торцом распорной втулки и уступом на внутренней поверхности ротора,3. Модуль по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в распорной втулке с обоих торцов выполнены продольные прорези, взаимно перекрывающиеся в осевом направлении.1740600 М. Кобылянс еда н Заказ 2060 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 город, ул,Гагарина, 101 изводственно-издательский комбинат "Патен Составитель 8, Бу ехред М.Моргентэ ииКоррек