ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области горной промышленности, к буровым устройствам, а более конкретно, к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине, и может быть использована при бурении и капитальном ремонте нефтедобывающих скважин.
Известны гидравлические забойные двигатели, содержащие полый ротор с каналами и статор, причем, ротор и статор выполнены с осевыми выступами, на которых установлены шарнирные лопасти (А.с. СССР №569692, МПК Е 21 В 3/12, опубл. 25.08.1977 г.).
Недостатком известных устройств является повышенный износ трущихся между собой пар лопастей.
Указанный недостаток устранен в гидравлическом забойном двигателе, содержащем статор с входными и выходными каналами и полый ротор с каналами и поворотными лопастями, постоянно опирающимися на поверхность статора (А.с. СССР №1313997, МПК Е 21 В 4/00, опубл. 29.01.1986 г. - прототип).
Недостатком указанного устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является недостаточная надежность при работе с буровыми растворами, содержащими абразивные частицы песка и глин.
Задачей, решаемой использованием заявляемой полезной модели, является повышение эффективности работы забойного двигателя и его ресурса.
Техническая сущность заявляемого решения заключается в том, что в известном гидравлическом забойном двигателе, содержащем статор с входными и выходными каналами и полый ротор с каналами и поворотными лопастями, постоянно опирающимися на поверхность статора, полость статора в поперечном сечении выполнена эллипсообразной, а лопасти - двойными с призматическими жесткими участками, вписывающимися в малый диаметр
эллипса, с наклонным в сторону, противоположную вращению ротора, трапециедальным сечением, снабженными с длинной наклонной стороны упругоэластичными пластинами, жестко закрепленными запорными элементами одной стороной в роторе, при этом входные и выходные каналы выполнены диагонально и противоположно размещенными на участках перехода пологих поверхностей эллипса в крутые; запорные элементы выполнены в виде круглых прутков диаметром, равным расстоянию между лопастями на поверхности ротора, а у основания короткой стороны трапеции лопасти выполнен паз.
Выполнение полости статора эллипсообразной в поперечном сечении, а лопастей - двойными с призматическими жесткими участками, вписывающимися в малый диаметр эллипса, с наклонным в сторону, противоположную вращению ротора, трапециедальным сечением, снабженными с длинной наклонной стороны упругоэластичными пластинами, жестко закрепленными запорными элементами одной стороной в роторе, при этом входные и выходные каналы выполнены диагонально и противоположно размещенными на участках перехода пологих поверхностей эллипса в крутые, обеспечивает разность площадей каналов, образуемых между статором и лопастями ротора, благодаря чему лопасти испытывают гидравлическое давление в определенных участках полости статора, обеспечивая создание на роторе крутящих его усилий.
Выполнение запорных элементов в виде круглых прутков диаметром, равным расстоянию между лопастями на поверхности ротора, и паза - у основания короткой стороны трапеции лопасти, обеспечивает простое и надежное крепление оснований гибкого и жесткого участков лопастей.
На прилагаемых фигурах графики показаны: на фиг.1 - общий вид забойного двигателя, продольный разрез; на фиг.2 - вид по А-А фиг.1; на фиг.3 - фрагмент ротора с лопастью и запорным элементом.
Гидравлический забойный двигатель содержит корпус 1 со статором 2, ограниченным торцовыми распределителями: верхним 3 с входными каналами 4 и нижним 5 с выходными каналами 6. В полости статора 2 размещен ротор 7, соединенный со шпинделем 8, опирающимся на подшипники 9, с присоединительной к долоту резьбой 10.
Ротор 7 выполнен с лопастями, состоящими из жесткого участка 11, представляющего в сечении неравнобокую трапецию, у длинной наклонной стороны которой размещена упругоэластичная пластина 12, жестко скрепленная с основанием участка 11 лопасти посредством, например, запорного элемента в виде круглого прутка 13 диаметром, равным расстоянию между лопастями на поверхности ротора 7, и паза 14 - у основания короткой стороны трапеции жесткого участка 11 лопасти. Паз 14 развальцован, обеспечивая удерживание прутка 13 и посредством этого - упругоэластичной пластины 12, прижатой к основанию жесткого участка 11 лопасти прутком 13.
Заявляемый гидравлический забойный двигатель работает следующим образом.
При подаче на забой бурового раствора он поступает через входные каналы 4 в полость статора в момент, когда жесткий участок 11 одной из лопастей контактирует с пологим участком эллипсообразного сечения статора, а зазор между крутым участком статора и жестким участком 11 другой лопасти перекрыт прижимаемой к статору и лопасти упругоэластичной пластиной 12 (фиг.2). При этом усилие потока, воздействующее на лопасть через пластину 12 больше усилия, воздействующего на жесткий участок 11 другой лопасти при том, что поток раствора стремится найти выходной канал 6 из полости статора. Ротор 7 поворачивается, обеспечивая вращение долота при непрерывной подаче бурового раствора.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Повышение надежности и ресурса работы двигателя благодаря упрощению конструкции и отсутствию зависимости от абразивного износа и подклинивающего воздействия абразивных и глинистых компонентов бурового раствора.
2. Обеспечение возможности ремонта двигателя в производственных условиях - на буровой.
3. Повышение производительности труда буровых бригад.