ДВИГАТЕЛЬ ОБЪЕМНОГО ТИПА С РАДИАЛЬНО ОГРАНИЧЕННЫМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ РОТОРА

1. Сборка забойного турбинного двигателя, содержащая:
- верхний переводник, содержащий бурт, который имеет первый внутренний диаметр вблизи дистального конца верхнего переводника;
- рабочую пару, содержащую винтовой двигатель, который содержит статор и ротор, выполненный с возможностью эксцентрического вращения при прохождении бурового раствора через двигатель, причем и статор, и ротор имеют ближний конец и дистальный конец, при этом ближний конец рабочей пары прикреплен к дистальному концу верхнего переводника;
- зацепление ротора, содержащее вал, который имеет ближний конец и дистальный конец, и эксцентрически вращается посредством трансмиссии эксцентриковой передачи ротора;
- в которой дистальный конец вала напрямую или опосредованно прикреплен к ближнему концу ротора;
- а вал проходит от дистального конца зацепления ротора в верхний переводник на расстоянии мимо бурта, при том, что по меньшей мере часть вала, проходящая мимо бурта, имеет внешний диаметр меньше, чем первый внутренний диаметр бурта;
- и ближний конец вала имеет эффективный внешний диаметр больший, чем первый внутренний диаметр и/или прикреплен к сборному зацеплению ротора, содержащему одну или более деталей, которые имеют эффективный внешний диаметр больший, чем первый внутренний диаметр;
- по меньшей мере, одно устройство, расположенное между
ближним концом и дистальным концом вала зацепления ротора, при том, что по меньшей мере одно устройство выполнено с возможностью ограничения радиального и/или тангенциального перемещения вала зацепления ротора и ограничения радиального и/или тангенциального перемещения ротора, посредством трансмиссии, через вал.
2. Сборка бурового снаряда, который содержит:
- сборку забойного турбинного двигателя, содержащую верхний переводник и рабочую пару;
- верхний переводник содержит бурт, который имеет первый внутренний диаметр вблизи дистального конца верхнего переводника;
- а рабочая пара содержит винтовой двигатель, имеющий статор и ротор, выполненные с возможностью эксцентрического вращения при прохождении бурового раствора через двигатель, причем и статор, и ротор имеют ближний конец и дистальный конец, в котором ближний конец статора прикреплен к дистальному концу верхнего переводника;
- зацепление ротора, содержащее вал, который имеет ближний конец и дистальный конец, и эксцентрически вращается посредством трансмиссии эксцентриковой передачи ротора;
- в котором дистальный конец вала напрямую или опосредованно прикреплен к ближнему концу ротора;
- а вал проходит от дистального конца зацепления ротора в верхний переводник на расстоянии мимо бурта, при том, что по меньшей мере часть вала, проходящая мимо бурта, имеет внешний диаметр меньше, чем первый внутренний диаметр бурта;
- и ближний конец вала имеет эффективный внешний диаметр больший, чем первый внутренний диаметр, и/или прикреплен к сборному зацеплению ротора, содержащему одну или более деталей, которые имеют эффективный внешний диаметр больший, чем первый внутренний диаметр;
- по меньшей мере, одно устройство, расположенное между ближним концом и дистальным концом вала зацепления ротора, причем по меньшей мере одно устройство выполнено с возможностью ограничения радиального и/или тангенциального перемещения вала зацепления ротора и с помощью трансмиссии через вал для ограничения радиального и/или тангенциального перемещения ротора;
- внешний вал двигателя, напрямую или опосредованно прикрепленный к ближнему концу ротора; и
- буровое долото, напрямую или опосредованно прикрепленное к дистальному концу внешнего вала двигателя.
3. Сборка по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одно устройство расположено между буртом и ближним концом вала.
4. Сборка по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одно устройство взаимодействует с по меньшей мере одной внутренней поверхностью верхнего переводника и внутренней поверхностью рабочей пары.
5. Сборка по п. 1 или 2, в которой область взаимодействия по меньшей мере одного устройства соосна с областью взаимодействия пары ротор/статор.
6. Сборка по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одно устройство ограничивает движение геометрического центра ротора до предварительно заданной траектории.
7. Сборка по п. 1 или 2, в которой поверхность статора выполнена из гибкого материала с возможностью обеспечения уплотнения, образующегося между поверхностями контакта ротора и статора, при этом по меньшей мере одно устройство ограничивает отклонение или сжатие гибкого материала менее чем на 0,64 мм.
8. Сборка п. 1 или 2, в которой статор содержит контактирующую поверхность, сформированную из жесткого материала, включающего в себя по меньшей мере одно из металла, композитного материала, керамики, твердой пластмассы или пластины из поликристаллических алмазов (PCD).
9. Сборка по п. 8, в которой статор имеет профиль, содержащий выступающие участки и участки с впадинами, и где выступающие участки содержат жесткий материал, а участки с впадинами содержат эластичный материал.
10. Сборка по п. 8, в которой ротор содержит контактирующую поверхность, сформированную из жесткого материала, который может быть таким же или отличным от жесткого материала статора.
11. Сборка по п. 10, в которой ротор содержит слой, содержащий эластичный материал и слой поверхности контакта, содержащий жесткий материал.
12. Сборка по п. 10, в которой поверхность контакта по меньшей мере одного из жестких материалов статора или ротора покрыта или обработана для уменьшения по меньшей мере одного - трения или износа.
13. Сборка по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одно устройство содержит одно или более из:
а. подшипниковый узел, выполненный с возможностью регулирования или ограничения эксцентрикового движения вала и, тем самым, регулирования или ограничения движения ротора внутри статора;
б. сборное колесо, выполненное с возможностью регулирования или ограничения эксцентрикового движения вала и, тем самым, регулирования или ограничения движения ротора внутри статора;
с. фиксированную вставку, выполненную с возможностью регулирования или ограничения эксцентрикового движения вала и, тем самым, регулирования или ограничения движения ротора внутри статора;
д. вращающуюся вставку, выполненную с возможностью регулирования или ограничения эксцентрикового движения вала и, тем самым, регулирования или ограничения движения ротора внутри статора;
е. прецессионное устройство, выполненное с возможностью регулирования или ограничения эксцентрикового движения вала и, тем самым, регулирования или ограничения движения ротора внутри статора.
14. Сборка по п. 13, в которой сборное колесо содержит колесо, установленное на вал ротора, при этом колесо выполнено с возможностью вращения вокруг внутренней поверхности статора.
15. Сборка по п. 13, в которой сборное колесо содержит колесо, установленное на вал статора, при этом колесо выполнено с возможностью вращения ротора вокруг внешней поверхности статора.
16. Сборка по п. 14, в которой внешний диаметр колеса равен диаметру внутренней поверхности статора минус удвоенное предварительно заданное максимальное отклонение ротора от его геометрического центра.
17. Сборка по п. 15, в которой внешний диаметр колеса равен этой внутренней поверхности ротора минус удвоенное предварительно заданное максимальное отклонение ротора от его геометрического центра.
18. Сборка по п. 13, в которой фиксированная вставка установлена внутри внешнего элемента пары ротор-статор и имеет центральное отверстие, через которое вал внутреннего элемента пары ротор-статор может проходить, а диаметр центрального отверстия имеет размер, ограничивающий радиальное движения ротора относительно статора.
19. Сборка по п. 13, в которой фиксированная вставка имеет множество дополнительных отверстий, выполненных с возможностью прохождения через них текучей среды.
20. Сборка по п. 13, в которой вращающаяся вставка установлена внутри статора и имеет отверстие, через которое вал ротора может проходить, и отверстие отклонено от центра вращающейся вставки, таким образом, что движение ротора ограничено до предварительно заданной траектории.
21. Сборка по п. 20, в которой вращающаяся вставка содержит множество дополнительных отверстий, выполненных с возможностью прохождения через них текучей среды.
22. Сборка по п. 13, в которой прецессионное устройство содержит лопастное колесо, установленное на вал ротора, при этом колесо выполнено с возможностью вращения на лопастной канавке, закрепленной к статору.
23. Сборка по п. 13, в которой прецессионное устройство выполнено с возможностью обеспечения по меньшей мере одного из:
- оптимального уплотнения полостей внутри двигателя или насоса;
- оптимального напряжения в различных материалах, содержащих ротор и статор;
- предварительно заданной траектории и вращения ротора.
24. Сборка по п. 22, в которой осевые поверхности колеса и канавки параллельны оси двигателя.
25. Сборка по п. 22, в которой осевые поверхности колеса и канавки геликоидальные и не параллельны оси двигателя.
26. Способ бурения ствола скважины через подземный пласт, включающий:
- прохождение бурового раствора через сборку забойного турбинного двигателя или сборку бурового снаряда по п. 1 или 2, и
- бурение пласта, с использованием бурового долота, напрямую или опосредованно прикрепленного к ротору.