Забойный двигатель

 

Изобретение относится к забойным объемным гидродвигателям и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение надежности работы за счет снижения амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости. Забойный двигатель включает двигательную секцию (ДС) в виде корпуса 1, статора 2, ротора 3 и шпиндельной секции 4, соединенных переводником 5. Со стороны полости Б высокого давления ДС расположен регулирующий узел (РУ), в корпусе 7 которого размещен подпружиненный нормально открытый затвор 8 с посадочной торцовой поверхностью 9 и продольным сквозным каналом (К) 10. Направляющие боковые выступы 11 затвора и поверхность втулки 12 образуют продольные сквозные К 13 для пропуска жидкости. Корпус РУ жестко связан с корпусом ДС, а посадочная поверхность затвора 8 расположена между К 10 и 13. Затвор 8 прижат пружиной 14 к кольцу 15. Другой конец пружины 14 упирается в седло 16. В случае возрастания подводимого к двигателю расхода в РУ уменьшается площадь проходного сечения, вызывая повышение местного гидравлического сопротивления. Этим уменьшается величина динамического изменения подводимого к рабочим органам двигателя расхода. Следовательно, снижается величина прироста частоты вращения выходного вала за счет дополнительных потерь в РУ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1613557 А. 1 (5! ) 5 Е 21 В 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4195421/23-03

22) 16.02.87

46) 15.12.90. Бюл. № 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Д. Ф. Балденко, Л. А. Кондратенко, А. Ф. Крылов, Ю. Ф. Потапов и Т. Н. Чернова (53) 622.243.92 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 857556, кл. Е 21 В 4/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 138903, кл. Е 21 В 4/02, 1960. (54) ЗАБОИНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к забой ным объемным гндродвигателям и м.б. использовано для бурения нефтяных и газовых скважин. Цель — повышение надежности работы за счет снижения амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости. Забойный двигатель включает двигательную секцию (ДС) в виде корпуса 1, статора 2, ротора 3 и шпиндельной секции 4, соединенных переводником 5.

Со стороны полости Б высокого давления

ДС расположен регулирующий узел (РУ), 1613557

Формцла изобретения

3 в корпусе 7 которого размещен подпружиненный нормально открытый затвор 8 с посадочной торцовой поверхностью 9 и продольным сквозным каналом (К) 10. Направляющие боковые выступы 11 затвора и поверхность втулки 12 образуют продольные сквозные К 13 для пропуска жидкости.

Корпус РУ жестко связан с корпусом ДС, а посадочная поверхность затвора 8 расположена между К 10 и 13. Затвор 8 прижат пружиной 14 к кольцу 15. Другой конец пру- qp

Изобретение относится к забойным объемным гидродвигателям и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение 20 надежности работы двигателя за счет снижения амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости.

На чертеже изображен забойный двигатель, продольный разрез.

Забоиныи двигатель состоит из двигательной секции, содержащей корпус 1, статор 2 и ротор 3, и шпиндельной секции 4, соединенных переводником 5. К верхнему переводнику 6 присоединен регулирующий узел, в корпусе 7 которого размещен подпружиненный нормально открытый затвор 8 с посадочной торцовой поверхностью 9 и дополнительным продольным сквозным каналом 10. Регулирующий узел размещен со стороны полости Б высокого давления двигательной секции. Направляюгцие боковые выступы ll затвора и поверхность втулки

12 образуют продольные сквозные каналы

13 для пропуска жидкости. Затвор 8 прижат в начальном положении пружиной 14 к кольцу 15. При этом другой конец пружины упирается в седло 16 корпуса 7. Поверх- 4О ность 9 затвора 8 расположена между выходными отверстиями каналов 1О и 13.

Устройство работает следующим образом.

После включения насоса (не показан) жидкость подводится в камеру А, прокачивается через каналы 10 и 13 в полость Б и далее подводится к ротору 3 и статору 2.

Под действием возникающего на рабочей паре перепада давления ротор 3 проворачивается и тем самым приводит во вращение долото (не показано).

В процессе бурения момент на долоте, трение ротора 3 и статор 2 периодически меняются, вызывая колебания давления в напорной магистрали в непосредственной бли- 55 зости от двигателя. Волна изменения давления со скоростью звука распространяется вверх по колонне, отражается от наа жины 14 упирается в седло 16. В случае возрастания подводимого к двигателю расхода н РУ уменьшается площадь проходного сечения, вызывая повышение местного гидравлического сопротивления. Этим уменьшается величина динамического изменения подводимого к рабочим органам двигателя расхода. Следовательно, снижается величина прироста частоты вращения выходного вала за счет дополнительных потерь в РУ. 1 ил. соса и возвращается к двигателю. При проводке скважин периодически повторяются случаи, когда волновые прочессы в гидравлической системе приводят к неустойчивому движению выходного вала двигателя.

Это означает, что колебания расхода оказываются значительными и вызывают существенные изменения частоты вращения выходного вала. В случае возрастания момента сопротивления волна повышения давления свободно проходит через регулирующий узел.

Однако при быстром снижении момента сопротивления ротор 3 вращается ускоренно.

В этом случае через регулирующий узел будет проходить увеличенный расход, вызывающий дополнительное повышение перепада давления на его элементах. Под воздействием отмеченного перепада давления затвор 8 смешается вниз, уменьшая площадь зазора между поверхностью 9 и седлом !6 и перекрывая канал 13 до тех пор. пока гидравлическое усилие не уравновесится силой, возникающей при -жатии пружины 14. Таким образом, в случае возрастания подводимого к двигателю расхода в регулирующем узле уменьшается площадь проходного сечения, вызывая повышение местного гидравлического сопротивления и тем самым уменьшая величину динамического изменения подводимого к рабочим органам двигателя расхода, а значит и снижая величину прироста частоты вращения выходного вала за счет дополнительных потерь в регулирующем узле. Поскольку возрастание местного гидравлического сопротивления происходит лишь в случае повышения подводимого расхода, причем тем сильней, чем больше подводимый расход бучет отличаться от номинального. для которого перепад давления на деталях регулирующего узла выбирается минимальным, то в такой системе демпфирование является нелинейным.

Забойный двигатель, включающий двигательную секцию, содержащую корпус, 16

5 ротор и статор, шпиндельную секцию и размещенный со стороны полости высокого давления двигательной спекции регулирующий узел, содержащий корпус с седлом, образующим основной продольный сквозной канал, гидравлически сообщающий полость над регулировочным узлом с полостью под регулировочным узлом и подпружиненный нормально открытый затвор с посадочной поверхностью под седло, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы двигателя за счет снижения

13557

6 амплитуды колебаний подводимого к двигателю расхода промывочной жидкости, полость над регулировочным узлом дополнительно гидравлически связа на с полостью под регулировочным узлом при помощи дополнительного продольного канала. выполненного в затворе, причем посадочная поверхность затвора расположена между выходными отверстиями основного и дополнительного каналов, а корпус регулируюllleIo узла жестко связан с KopllvcoM двигательной секции.

Составитель А. Хромин

Реда ктор М. ha нду ра Техред А. Кравчук Корректор Л. Бескид

Заказ 3870 Тираж 474 Подписное

ВН ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям l1pi1 ГК ПТ СССР

1 I 3085, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб, д. 4 З

Производственно-издательский комбнннг «Патент», г У кгород, ул Гагарина, ПП