Патент на изобретение №2270314
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЗАБОЙНЫЙ ОБЪЕМНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к техническим средствам. Задачей изобретения является обеспечение оптимального режима работы двигателя при заторможенном роторе путем возможной циркуляции промывочной жидкости через двигатель и возможности его многократного использования без подъема инструмента. Заявляемый забойный двигатель состоит из неподвижного статора, полого ротора и предохранительного клапана. Предохранительный клапан включает корпус, в котором размещены подпружиненный полый корпус и неподвижный цилиндр. Новым в устройстве является то, что предохранительный клапан установлен над ротором забойного двигателя, а его корпус выполнен с радиальными отверстиями и соединен с верхней частью ротора, при этом он дополнительно снабжен двумя неподвижными цилиндрами. Подпружиненный полый поршень выполнен трехступенчатым с посадочными поверхностями площадью S1, S2, S3, взаимодействующими с неподвижными цилиндрами, при этом площади посадочных поверхностей поршня связаны соотношением S2>S1 + S3. 1 ил.
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к техническим средствам. Известны предохранительные клапаны, которые монтируются в скважине вместе с винтовыми гидравлическими машинами. Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является забойный объемный двигатель, состоящий из неподвижного статора, полого ротора и предохранительного клапана, включающего корпус, соединенный с верхней частью ротора, и с размещенными в нем подпружиненным полым поршнем и неподвижным цилиндром (патент США №4280524, 28.07.1981, всего 15 с). Недостатком этого технического решения является многодетальность и сложность конструкции, следовательно, невысокая надежность работы. Задачей изобретения является обеспечение оптимального режима работы двигателя при заторможенном роторе путем возможной циркуляции промывочной жидкости через двигатель, упрощение конструкции и повышение надежности работы. Поставленная задача решается за счет того, что в забойном объемном двигателе, состоящем из неподвижного статора, полого ротора и предохранительного клапана, включающего корпус, соединенный с верхней частью ротора и с размещенными в нем подпружиненным полым поршнем и неподвижным цилиндром, причем корпус предохранительного клапана выполнен с радиальными отверстиями и дополнительно снабжен двумя неподвижными цилиндрами, при этом подпружиненный полый поршень имеет центральный и радиальные каналы и выполнен трехступенчатым с посадочными поверхностями S1, S2, S3 для взаимодействия с неподвижными цилиндрами, разделяющими полость предохранительного клапана на отдельные герметизированные камеры, причем площади посадочных поверхностей поршня связаны соотношением S2>S1+S3. Сущность изобретения заключается в следующем. Выполнение корпуса предохранительного клапана с радиальными отверстиями и размещение внутри него неподвижных цилиндров и подпружиненного трехступенчатого поршня с осевым и радиальными каналами, поверхности которого контактируют с цилиндрами, позволяет обеспечить циркуляцию промывочной жидкости через центральный канал ротора и создает возможность оптимального режима работы двигателя. При номинальном рабочем перепаде давления над двигателем осевая нагрузка, действующая на разность площадей посадочных поверхностей поршней штока S2-(S1+S3), уравновешивается усилием предварительного поджатия пружины, и поршень занимает исходное положение, герметизируя центральный канал ротора, при этом вся промывочная жидкость поступает в рабочую пару двигателя. При увеличении перепада давления над двигателем увеличение осевой нагрузки, действующей на разность площадей посадочных поверхностей поршня S2-(S1+S3), приводит к сжатию пружины и перемещению поршня вверх, при этом промывочная жидкость через радиальные каналы корпуса, радиальные и осевой каналы штока поступает в центральный канал ротора. Разделение внутренней полости клапана на отдельные герметизированные камеры и возможность варьирования диаметрами посадочных поверхностей поршня позволяет облегчить условия работы пружины и выполнить ее реальных габаритных размеров. Заявляемое устройство изображено на чертеже. Забойный объемный двигатель состоит из рабочей пары, включающей неподвижный статор 1 и полый ротор 2; в верхней части ротора установлен предохранительный клапан, состоящий из корпуса 3 с радиальными каналами 4 и 5. Внутри корпуса 3 установлены неподвижные цилиндры 6, 7, 8 и поршень 9, который выполнен трехступенчатым с посадочными поверхностями площадью S1, S2, S3, находящимися в контакте с цилиндрами 6, 7, 8. Поршень 9 имеет центральный 10 и радиальные 11 каналы. Кроме того, на поршне установлена пружина 12, зафиксированная кольцом 13. Во избежание перетока промывочной жидкости цилиндры 6, 7, 8 снабжены соответственно уплотнительными кольцами 14, 15, 16. Заявляемое устройство работает следующим образом. При номинальном рабочем перепаде давления над двигателем осевая нагрузка, действующая на разность площадей посадочных поверхностей S2-(S1+S3) поршня 9, уравновешивается усилием предварительного поджатия пружины 12, и поршень занимает исходное положение, герметизируя центральный канал ротора 2, при этом вся промывочная жидкость поступает в рабочую пару двигателя. При увеличении перепада давления над двигателем увеличение осевой нагрузки, действующей на разность площадей посадочных поверхностей S2-(S1+S3) поршня 9, и учитывая, что S2>S1+S3, приводит к сжатию пружины 12 и перемещению поршня 9 вверх, при этом промывочная жидкость через радиальные каналы 4 корпуса 3, радиальные 11 и осевой 10 каналы поршня 9 поступает в центральный канал ротора 2. При снижении перепада давления над двигателем поршень 9 возвращается в исходное положение. Заявляемое устройство позволяет избежать эксплуатации рабочих пар при повышенном перепаде давления, что приводит к повышению долговечности пары.
Формула изобретения
Забойный объемный двигатель, содержащий неподвижный статор, полый ротор и предохранительный клапан, включающий корпус, соединенный с верхней частью ротора и с размещенными в нем подпружиненным полым поршнем и неподвижным цилиндром, отличающийся тем, что корпус предохранительного клапана выполнен с радиальными отверстиями и дополнительно снабжен двумя неподвижными цилиндрами, при этом подпружиненный полый поршень имеет центральный и радиальный каналы и выполнен трехступенчатым с посадочными поверхностями S1, S2, S3 для взаимодействия с неподвижными цилиндрами, разделяющими полость предохранительного клапана на отдельные герметизированные камеры, причем площади посадочных поверхностей поршня связаны соотношением S2>S1+S3.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 11.02.2009
Извещение опубликовано: 10.08.2010 БИ: 22/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
