ШПИНДЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРОТИВОАВАРИЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к буровой технике, в частности к конструкциям шпинделя для гидравлических забойных двигателей, работающих в абразивной среде бурового раствора в скважине.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции является шпиндель гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством по патенту RU №2355860, МПК E21B 4/02, опубл. 27.12.2008, который выбран за прототип, содержащий корпус с размещенным внутри него валом, установленным на осевом подшипнике, а также на верхней и нижней радиальных опорах, нижняя радиальная опора шпинделя размещена в резьбовом ниппеле, а гайка, соединенная с резьбовым ниппелем, выполнена с ловильным поясом, вал шпинделя выполнен с резьбовым поясом, расположенным между нижней радиальной опорой и выходной частью вала, предназначенной для крепления долота, на резьбовом поясе вала шпинделя закреплена резьбовая втулка, на которой выполнен ловильный бурт, предназначенный для взаимодействия с ловильным поясом гайки, соединенной с резьбовым ниппелем, при этом диаметр ловильного бурта резьбовой втулки не превышает диаметр выходной части вала шпинделя.
Недостатком известного шпинделя гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством является исполнение вала шпинделя с резьбовым поясом, расположенным между нижней радиальной опорой скольжения и выходной частью вала, предназначенной для крепления долота. Использование резьбового пояса повышает уровень напряжений при сжатии пакета деталей по валу шпинделя, снижает долговечность вала шпинделя и увеличивает возможность поломки вала и утерю долота.
Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении ресурса работы и надежности, снижение аварийности за счет исключения вероятности безвозвратной потери долота или гидравлического забойного двигателя на забое, что обеспечивает уменьшение эксплуатационных затрат на шпиндель, и в целом на гидравлический забойный двигатель.
Технический результат достигается за счет того, что шпиндель гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством, включающий корпус, вал с осевым подшипником, верхнюю и нижнюю радиальные опоры, нижняя радиальная опора размещена в резьбовом ниппеле, а гайка, соединенная с резьбовым ниппелем, выполнена с ловильным поясом, согласно полезной модели, вал выполнен с кольцевой канавкой, расположенной между нижней радиальной опорой и выходной частью вала, в кольцевой канавке вала установлены разрезные кольца и центрирующая втулка, на разрезных кольцах выполнен ловильный бурт для взаимодействия с ловильным поясом гайки.
В предлагаемой полезной модели, в отличие от прототипа, вал выполнен с кольцевой канавкой, расположенной между нижней радиальной опорой и выходной частью вала, в кольцевой канавке вала установлены разрезные кольца и центрирующая втулка, на разрезных кольцах выполнен ловильный бурт для взаимодействия с ловильным поясом гайки, что позволяет снизить максимальные напряжения на валу шпинделя и, соответственно, снизить аварийность за счет исключения вероятности безвозвратной потери долота или гидравлического забойного двигателя на забое.
На фиг. 1 изображен продольный разрез шпинделя для гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством.
На фиг. 2 показан разрез противоаварийного устройства.
Шпиндель гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством (фиг. 1) содержит корпус 1 с размещенным внутри него валом 2 со сквозным центральным отверстием 3, осевой подшипник 4, верхнюю радиальную опору 5, нижнюю радиальную опору 6, размещенную в резьбовом ниппеле 7. Резьбовой ниппель 7 скреплен с корпусом 1. Гайка 8, соединенная с резьбовым ниппелем 7 выполнена с внутренним буртом 9 (фиг. 2). Вал 2 выполнен с кольцевой канавкой 10, расположенной между нижней радиальной опорой 6 и выходной частью 17 вала 2. В кольцевую канавку 10 установлены разрезные кольца 11, а на разрезные кольца 11 установлена центрирующая втулка 12. Разрезные кольца 11 выполнены с ловильным буртом 13 так, что наружный диаметр разрезных колец 11 больше внутреннего диаметра гайки 8. Все детали, установленные в корпус 1, закреплены переводником 14. Все детали, установленные на валу 2, закреплены муфтой 15.
Заявляемый шпиндель гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством работает следующим образом. При подаче бурового раствора забойный двигатель вращается, вращая вал 2 шпинделя. Основной поток бурового раствора через окна 16 муфты 15 уходит в центральный канал 3. Направление основного потока раствора показано стрелкой А. Осевой подшипник 4 и радиальные опоры 5 и 6 удерживают опирающийся на них вал 2 с долотом (на фиг. не показано) в необходимом для бурения положении. При случайной поломке вала 2, из-за возможных перегрузок, предусмотрено противоаварийное устройство, которое работает следующим образом. При подъеме забойного двигателя из скважины, разрезные кольца 11, установленные в кольцевой канавке 10 вала 2, буртом 13, опираясь на бурт 9 гайки 8 извлекают сломанный конец вала 2 с долотом из скважины (на фиг. не показаны).
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, позволяет повысить эксплуатационные параметры шпинделя гидравлического забойного двигателя с противоаварийным устройством, увеличить ресурс работы, исключить аварийность, обеспечить экономическое преимущество по сравнению с прототипом, уменьшить эксплуатационные затраты.