×
09.06.2019
219.017.7f31

Результат интеллектуальной деятельности: РЕГУЛЯТОР УГЛА ПЕРЕКОСА ВИНТОВОГО ГЕРОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002444601
Дата охранного документа
10.03.2012
Аннотация: Изобретение относится к устройствам для бурения наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин, а именно - к регуляторам угла перекоса винтовых героторных гидравлических двигателей в компоновке низа бурильных колонн. Регулятор содержит полый кривой вал с наружными шлицами, первой и второй резьбами на его краях, зубчатую муфту с внутренними продольными шлицевыми пазами и зубьями на торце, установленную на наружных продольных шлицах полого кривого вала, прямой и кривой трубчатые переводники, несоосно расположенные между собой, причем на торце кривого трубчатого переводника выполнены зубья, входящие в зацепление с зубьями на торце зубчатой муфты, прямой и кривой трубчатые переводники соединены с полым кривым валом резьбами на направленных один к другому краях, при этом прямой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса винтового героторного двигателя, кривой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса шпинделя, в котором размещен вал с долотом для бурения скважины, а центральные продольные оси резьб прямого и кривого трубчатых переводников, предназначенных для соединения с корпусом винтового героторного двигателя и соответственно с корпусом шпинделя, пересекаются с центральными продольными осями кривого переводника в двух точках. Точка пересечения центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, и центральной продольной оси резьбы трубчатого кривого переводника, предназначенной для соединения с резьбой корпуса шпинделя, расположена на центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, на расстоянии L от торца полого кривого вала, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника, которое с внутренним диаметром D полого кривого вала связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D. Обеспечивает повышение момента сопротивления и прочностных характеристик приводного вала, увеличение передаваемого крутящего момента, ресурса и надежности приводного вала. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для бурения наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин, а именно - к регуляторам угла перекоса винтовых героторных гидравлических двигателей в компоновке низа бурильных колонн.

Известен регулятор угла перекоса, состоящий из центрального трубчатого элемента и соединенных с ним трех несоосных между собой трубчатых элементов, каждый из которых имеет внутреннее сквозное отверстие, при этом внутренний трубчатый элемент расположен в центре между первым и вторым трубчатыми элементами, а первый и второй трубчатые элементы соединены с внутренним трубчатым элементом резьбами на обращенных один к другому краях, при этом первый трубчатый элемент предназначен для соединения с корпусом винтового героторного двигателя, а второй трубчатый элемент предназначен для соединения с корпусом шпинделя, в котором размещен вал с долотом для бурения скважины (US 5101915 А, 07.04.1992).

В известной конструкции центральный и внутренний трубчатые элементы соединены шпоночным соединением и предусматривают переустановку нового значения угла перекоса при подъеме колонны бурильных труб без разъединения с винтовым героторным двигателем, а центральные продольные оси резьб первого и второго трубчатых элементов, предназначенных для соединения с корпусом винтового героторного двигателя и соответственно с корпусом шпинделя, пересекаются с центральными продольными осями внутреннего трубчатого элемента в двух точках (показано на фиг.6).

В компоновке низа бурильной колонны через внутренний трубчатый элемент 6 регулятора угла перекоса проходит приводной (карданный или торсионный) вал, содержащий верхнюю полумуфту, соединенную резьбой с ротором винтового героторного двигателя, а также содержащий нижнюю полумуфту, соединенную резьбой с валом шпинделя с закрепленным на нем долотом для бурения скважины.

Недостатком известного регулятора угла перекоса винтового героторного двигателя является неполная возможность размещения приводного вала увеличенного диаметра без увеличения внутреннего диаметра внутреннего трубчатого элемента регулятора при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между приводным валом и внутренней поверхностью внутреннего трубчатого элемента и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса с целью повышения момента сопротивления и прочностных характеристик приводного вала, увеличения передаваемого крутящего момента, повышения ресурса и надежности приводного вала.

Известен регулятор угла перекоса с устройством для управления положением плоскостей искривления героторного двигателя, содержащий кривой вал с наружными шлицами, муфту с торцовыми зубьями, верхний и кривой переводники, несоосно расположенные между собой, при этом муфта установлена на шлицах кривого вала, а верхний и кривой переводники соединены с кривым валом резьбами на обращенных друг к другу краях, оси резьб, выполненных на искривленных участках кривого вала и кривого переводника, пересекаются в одной точке на центральной оси кривого вала, имея одну плоскость искривления, при этом он содержит промежуточный вал с присоединительными резьбами и наружными шлицами, обойму с зубчатой насечкой на торце, установленную на наружных шлицах промежуточного вала, и соединительный переводник с зубчатой насечкой на верхнем торце, взаимодействующей с зубчатой насечкой обоймы, промежуточный вал скреплен резьбами с нижним краем кривого переводника и верхним краем соединительного переводника, а соединительный переводник установлен на промежуточном валу с возможностью окружного смещения относительно обоймы и скреплен резьбой с верхним краем статора героторного двигателя (RU 2358084 С1, 10.06.2009).

Регулятор угла перекоса I и устройство III для управления положением плоскостей искривления героторного двигателя имеют две точки перекоса и искривляются в двух плоскостях, результирующий угол искривления имеет сложную пространственную форму, что усложняет его точное вычисление при промежуточных дискретных установках угла перекоса.

Второй регулятор угла перекоса I или устройство III для управления положением плоскостей искривления героторного двигателя размещают обычно выше одной из секций забойного двигателя, что обеспечивает более простую регулировку величины угла перекоса или возможности отклонения, а также позволяет вращать двигатель в скважине во время прямого (роторного) бурения.

В компоновке низа бурильной колонны через трубчатый кривой вал 1 и трубчатый промежуточный вал 10 регулятора угла перекоса проходит приводной (карданный или торсионный) вал, содержащий верхнюю полумуфту, соединенную резьбой с ротором винтового героторного двигателя, а также содержащий нижнюю полумуфту, соединенную резьбой с валом шпинделя с закрепленным на нем долотом для бурения скважины.

Недостатком известного регулятора угла перекоса винтового героторного двигателя является неполная возможность размещения приводного вала увеличенного диаметра без увеличения внутренних диаметров кривого вала и промежуточного вала при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между кривым валом и приводным валом, а также между промежуточным валом и приводным валом, и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса с целью повышения момента сопротивления и прочностных характеристик приводного вала, увеличения передаваемого крутящего момента, повышения ресурса и надежности приводного вала.

Недостатками известной конструкции являются также:

- увеличение, по существу, в два раза ее длины и вследствие этого увеличение длины приводного вала, а также невозможность размещения приводного вала внутри кривого вала 1 и промежуточного вала 10 при максимальном угле искривления (до 3°) регулятора угла перекоса I и регулируемого отклоняющего устройства III, и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя, вследствие задевания его за внутренние стенки кривого вала 1 и промежуточного вала 10;

- высокая стоимость работ по определению угла смещения плоскостей искривления регулятора угла перекоса I и регулируемого отклоняющего устройства III героторного двигателя с использованием продольных рисок 20 и 21 и переноса их на соответствующие продольные риски 22 и 23 регулятора угла перекоса I при подъеме из скважины вследствие необходимости проведения вышеуказанных работ механизированным ключом, содержащим устройство для предотвращения перезатяжки (overtorquing) чрезмерным крутящим моментом.

- ухудшение проходимости, т.е. повышение сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны за счет увеличения длины известной конструкции, по существу, регулятора и устройства для управления положением плоскостей искривления героторного двигателя при прохождении (с вращением колонны бурильных труб) через радиусные участки ствола скважины.

- недостаточные ресурс и надежность при максимальном угле (до 3°) искривления регулятора угла перекоса I и регулируемого отклоняющего устройства III и максимальном эксцентриситете между центральными продольными осями в соединении ротор-статор двигательной секции, вследствие невозможности вращения колонны бурильных труб при прохождении через радиусные участки ствола наклонно-направленной скважины, имеющие участки малого и среднего радиуса 30÷100 м, в условиях интенсивного трения по стволу скважины.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является регулятор угла перекоса винтового героторного двигателя, содержащий полый кривой вал с наружными шлицами, первой и второй резьбами на его краях, зубчатую муфту с внутренними продольными шлицевыми пазами и зубьями на торце, установленную на наружных продольных шлицах полого кривого вала, прямой и кривой трубчатые переводники, несоосно расположенные между собой, причем на торце кривого трубчатого переводника выполнены зубья, входящие в зацепление с зубьями на торце зубчатой муфты, прямой и кривой трубчатые переводники соединены с полым кривым валом резьбами на направленных один к другому краях, при этом прямой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса винтового героторного двигателя, кривой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса шпинделя, в котором размещен вал с долотом для бурения скважины, а центральные продольные оси резьб прямого и кривого трубчатых переводников, предназначенных для соединения с корпусом винтового героторного двигателя и соответственно с корпусом шпинделя, пересекаются с центральными продольными осями кривого переводника в двух точках (US 5343966 А, 06.09.1994).

В регуляторе угла перекоса винтового героторного двигателя центральный и внутренний трубчатые элементы соединены шлицевым соединением и предусматривают переустановку нового значения угла перекоса при подъеме колонны бурильных труб без разъединения с забойным двигателем.

В компоновке низа бурильной колонны внутри регулятора угла перекоса через полый кривой вал 50 проходит приводной (карданный или торсионный) вал, содержащий верхнюю полумуфту, соединенную резьбой с ротором винтового героторного двигателя, а также содержащий нижнюю полумуфту, соединенную резьбой с валом шпинделя с закрепленным на нем долотом для бурения скважины.

Недостатком известного регулятора угла перекоса винтового героторного двигателя является неполная возможность размещения приводного вала увеличенного диаметра без увеличения внутреннего диаметра полого кривого вала регулятора при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между приводным валом и внутренней поверхностью полого кривого вала и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса с целью повышения момента сопротивления и прочностных характеристик приводного вала, увеличения передаваемого крутящего момента, повышения ресурса и надежности приводного вала.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - размещение приводного вала увеличенного диаметра без увеличения внутреннего диаметра полого кривого вала регулятора, что повышает момент сопротивления и прочностные характеристики приводного вала, увеличивает передаваемый крутящий момент, ресурс и надежность приводного вала, проходящего внутри регулятора угла перекоса и передающего крутящий момент от ротора винтового героторного двигателя на вал шпинделя с закрепленным на нем долотом, при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между приводным валом и внутренней поверхностью полого кривого вала и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса за счет расположения ближней к долоту точки искривления регулятора на определенных расстояниях от торца полого кривого вала, связанных соотношением с внутренним диаметром полого кривого вала.

Сущность технического решения заключается в том, что в регуляторе угла перекоса винтового героторного двигателя, содержащем полый кривой вал с наружными шлицами, первой и второй резьбами на его краях, зубчатую муфту с внутренними продольными шлицевыми пазами и зубьями на торце, установленную на наружных продольных шлицах полого кривого вала, прямой и кривой трубчатые переводники, несоосно расположенные между собой, причем на торце кривого трубчатого переводника выполнены зубья, входящие в зацепление с зубьями на торце зубчатой муфты, прямой и кривой трубчатые переводники соединены с полым кривым валом резьбами на направленных один к другому краях, при этом прямой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса винтового героторного двигателя, кривой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса шпинделя, в котором размещен вал с долотом для бурения скважины, а центральные продольные оси резьб прямого и кривого трубчатых переводников, предназначенных для соединения с корпусом винтового героторного двигателя и соответственно с корпусом шпинделя, пересекаются с центральными продольными осями кривого переводника в двух точках, согласно изобретению точка пересечения центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, и центральной продольной оси резьбы трубчатого кривого переводника, предназначенной для соединения с резьбой корпуса шпинделя, расположена на центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, на расстоянии L от торца полого кривого вала, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника, которое с внутренним диаметром D полого кривого вала связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D.

Выполнение регулятора угла перекоса винтового героторного двигателя таким образом, что точка пересечения центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, и центральной продольной оси резьбы трубчатого кривого переводника, предназначенной для соединения с резьбой корпуса шпинделя, расположена на центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, на расстоянии L от торца полого кривого вала, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника, которое с внутренним диаметром D полого кривого вала связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D, обеспечивает размещение приводного вала увеличенного диаметра без увеличения внутреннего диаметра полого кривого вала регулятора, что повышает момент сопротивления и прочностные характеристики приводного вала, увеличивает передаваемый крутящий момент, ресурс и надежность приводного вала, проходящего внутри регулятора угла перекоса и передающего крутящий момент от ротора винтового героторного двигателя на вал шпинделя с закрепленным на нем долотом, при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между приводным валом и внутренней поверхностью полого кривого вала и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса за счет расположения ближней к долоту точки искривления регулятора на определенных расстояниях от торца полого кривого вала, связанных соотношением с внутренним диаметром полого кривого вала.

В эксплуатации были случаи отказа винтовых героторных двигателей из-за поломок карданных валов на двигателях типоразмера 95 мм и на двигателях типоразмера 106 мм.

С целью предотвращения поломок карданных валов была проработана возможность усиления карданных валов ДРУ2-95РС.014 и ДРУ1-106РС.008, применяемых на двигателях типоразмеров 95 и 106 мм соответственно.

В качестве одной из мер предлагался переход на изготовление указанных валов из стали 38ХН3МФА с лучшими прочностными характеристиками, чем у применяемой стали 40ХН2МА. Предел текучести термообработанной стали 38ХН3МФА составляет не менее 1000 МПа против 780 МПа для стали 40ХН2МА. Это позволяет увеличить прочностные характеристики валов на 28%.

Была рассмотрена возможность увеличения диаметра карданных валов в месте поломки. Для этого были определены минимальные зазоры между карданным валом и внутренней поверхностью сердечника регулятора угла при максимальном угле искривления регулятора и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор двигательной секции.

Момент сопротивления W карданного вала в опасном сечении определяется по формуле: W=πd3/32 в см3, где d - наружный диаметр карданного вала.

Использование данного изобретения, в котором точка пересечения центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, и центральной продольной оси резьбы трубчатого кривого переводника, предназначенной для соединения с резьбой корпуса шпинделя, расположена на центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, на расстоянии L от торца полого кривого вала, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника, которое с внутренним диаметром D полого кривого вала связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D, обеспечивает размещение карданного вала увеличенного диаметра без увеличения внутреннего диаметра полого кривого вала регулятора угла перекоса, по существу, наружный диаметр карданного вала ДРУ2-95РС.014 может быть увеличен с 33,5 мм до 36 мм, а карданного вала ДРУ1-106РС.008 - с 38 мм до 41 мм.

Увеличение наружного диаметра карданного вала в месте поломки приводит к увеличению момента сопротивления в данном сечении для карданного вала ДРУ2-95РС.014 с 3,69 см3 до 4,58 см3, для карданного вала ДРУ1-106РС.008 - с 5,38 см3 до 6,76 см3, то есть на 24% и 26% соответственно.

Совместное применение указанных мероприятий приводит к увеличению прочностных характеристик карданных валов ДРУ2-95РС.014 и ДРУ1-106РС.008 на 46% и 49% соответственно.

Ниже представлен лучший вариант регулятора угла перекоса, обеспечивающего изменение угла перекоса от нуля до трех градусов с шагом в одну четверть градуса, для винтового героторного гидравлического двигателя ДРУ3-106РС.

На фиг.1 показан винтовой героторный двигатель с регулятором угла перекоса, шпинделем и долотом в компоновке низа бурильной колонны.

На фиг.2 показан элемент I на фиг.1 выходной части винтового героторного двигателя, соединенного регулятором угла перекоса с шпинделем.

На фиг.3 показан регулятор угла перекоса винтового героторного двигателя в плоскости искривления колонны бурильных труб.

На фиг.4 показан разрез А-А на фиг.3 поперек плоскости продольных наружных шлицев полого кривого вала и внутренних продольных шлицевых пазов зубчатой муфты, входящих в зацепление друг с другом.

На фиг.5 показан разрез Б-Б на фиг.3 в поперечной плоскости стыка торцовых зубьев зубчатой муфты и кривого трубчатого переводника.

Винтовой героторный двигатель 1 с регулятором 2 угла перекоса, шпинделем 3 и долотом 4 в компоновке низа бурильных труб 5 показан на фиг.1.

Внутри регулятора 2 угла перекоса размещен карданный вал 6, содержащий верхнюю полумуфту 7, соединенную резьбой 8 с ротором 9 винтового героторного двигателя 1, а также содержащий нижнюю полумуфту 10, соединенную резьбой 11 с валом 12 шпинделя 3, показано на фиг.2.

Регулятор 2 угла перекоса винтового героторного двигателя 1 содержит полый кривой вал 13 с наружными шлицами 14, первой резьбой 15, второй резьбой 16 на его краях соответственно, 17, 18, зубчатую муфту 19 с внутренними продольными шлицевыми пазами 20 и внутренними прямоугольными зубьями 21 на торце 22, установленную на наружных продольных шлицах 14 полого кривого вала 13, прямой трубчатый переводник 23 и кривой трубчатый переводник 24, несоосно расположенные между собой, причем на торце 25 кривого переводника 24 выполнены прямоугольные зубья 26, входящие в зацепление с прямоугольными внутренними зубьями 21 на торце 22 зубчатой муфты 19, при этом прямой переводник 23 и кривой переводник 24 соединены с полым кривым валом 13 резьбами соответственно 15 и 16 на направленных один к другому краях, по существу, на крае 17 полого кривого вала 13 и крае 27 прямого трубчатого переводника 23, а также на другом крае 18 полого кривого вала 13 и крае 28 кривого трубчатого переводника 24, показано на фиг.3, 4.

Прямой трубчатый переводник 23 предназначен для соединения резьбой 29 с резьбой 30 корпуса 1 винтового героторного двигателя, кривой трубчатый переводник 24 предназначен для соединения резьбой 31 с резьбой 32 корпуса 3 шпинделя, в котором размещен вал 12 с долотом 4 для бурения скважины, показано на фиг.2, 3.

При этом поз.33 - центральная продольная ось резьбовой части 15 полого кривого вала 13, соединяющей его с прямым переводником 23; поз.34 - центральная продольная ось резьбовой части 31 кривого переводника 24, предназначенной для соединения с шпинделем 3 забойного двигателя 1; поз.35 - центральная продольная ось искривленной резьбовой части 16 полого кривого вала 13, предназначенной для соединения с искривленной резьбовой частью 28 кривого переводника 24, а также одновременно центральная продольная ось искривленной части 28 кривого переводника 24, предназначенной для соединения с искривленной резьбовой частью 16 полого кривого вала 13, а центральная продольная ось резьбы 29 прямого трубчатого переводника 23 обозначена поз.36, показано на фиг.3.

Центральная продольная ось 33 резьбовой части 15 полого кривого вала 13, соединяющей его с прямым переводником 23, и центральная продольная ось 36 резьбы 29 прямого трубчатого переводника 23 расположены между собой соосно, показано на фиг.3.

Центральная продольная ось 36 резьбы 29 прямого трубчатого переводника 23, предназначенной для соединения с резьбой 30 корпуса 1 винтового героторного двигателя, пересекается с центральной продольной осью 35 искривленной резьбовой части 16 полого кривого вала 13, предназначенной для соединения с искривленной резьбовой частью 28 трубчатого кривого переводника 24, в точке 37 под углом 38, α, показано на фиг.2, 3.

Центральная продольная ось 34 резьбы 31 кривого трубчатого переводника 24, предназначенной для соединения с резьбой 32 корпуса 3 шпинделя, пересекается с центральной продольной осью 35 искривленной резьбовой части 16 полого кривого вала 13, предназначенной для соединения с искривленной резьбовой частью 28 трубчатого кривого переводника 24, в точке 39 под углом 40, β, показано на фиг.2, 3.

Точка 39 пересечения центральной продольной оси 35 второй (наружной) резьбы 16 полого кривого вала 13, соединяющей его с внутренней резьбой 16 трубчатого кривого переводника 24, и центральной продольной оси 34 наружной резьбы 31 трубчатого кривого переводника 24, предназначенной для соединения с внутренней резьбой 32 корпуса 3 шпинделя, расположена на центральной продольной оси 35 второй (наружной) резьбы 16 полого кривого вала 13, соединяющей его с внутренней резьбой 16 трубчатого кривого переводника 24, на расстоянии 41, L от торца 18 полого кривого вала 13, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника 24, которое с внутренним диаметром 42, D полого кривого вала 13 связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D, показано на фиг.2, 3.

Наружные продольные шлицы 14 на полом кривом валу 13 и внутренние продольные шлицевые пазы 20 в зубчатой муфте 19 соединяются между собой только в одном угловом положении, как показано на фиг.4.

Зубчатая муфта 19 выполнена с собственной контактной сегментной площадкой 43, расположенной над наружной поверхностью 27 прямого переводника 23 и над наружной поверхностью 28 кривого переводника 24 со стороны, противоположной углу 38, α перекоса центральной продольной оси 36 резьбы 29 прямого трубчатого переводника 23, предназначенной для соединения с резьбой 30 корпуса 1 винтового героторного двигателя, которая пересекается с центральной продольной осью 35 искривленной резьбовой части 16 полого кривого вала 13, предназначенной для соединения с искривленной резьбовой частью 28 трубчатого кривого переводника 24, в точке 37, показано на фиг.2, 3, 4.

Кроме того, на фиг.1 показано: поз.44 - зона захвата для механического ключа на прямом переводнике 23; поз.45 - зона захвата для механического ключа на кривом переводнике 24; поз.46 - кольцевой стык между кольцевым поясом 22 зубчатой муфты 19 и кольцевым поясом 26 трубчатого кривого переводника 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя; поз.47 - направление вращения зубчатой муфты 19 для увеличения угла перекоса.

Кроме того, на фиг.2 показано: поз.48 - обкладка из эластомера с винтовыми зубьями, закрепленная внутри корпуса (статора) винтового героторного двигателя 1; поз.49 - максимальный эксцентриситет в соединении ротор 9 - обкладка 48 статора из эластомера винтового героторнбго двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса; поз.50 - минимальный зазор между приводным валом 6 и внутренней поверхностью 42, D полого кривого вала 13; поз.51 - центр поворота карданного вала 6 относительно нижней полумуфты 10, скрепленной резьбой 11 с валом 12 шпинделя.

Регулятор угла перекоса винтового героторного двигателя с шпинделем и долотом в компоновке низа бурильных труб работает следующим образом: поток бурового раствора под давлением, например, 10÷20 МПа, по колонне бурильных труб 5 подается в винтовые (шлюзовые) камеры между ротором 9 и обкладкой 48 из эластомера, закрепленной внутри корпуса (статора) винтового героторного двигателя 1. Число винтовых зубьев ротора 9 на единицу меньше числа зубьев в обкладке 48 из эластомера, закрепленной внутри корпуса 1 (статора). Возникающий на роторе 9 крутящий момент сообщает ему планетарно-роторное вращение относительно обкладки 48 из эластомера, закрепленной внутри корпуса (статора) винтового героторного двигателя 1, которое при помощи верхней и нижней полумуфт 7, 10 и карданного вала 6 преобразуется во вращение (в противоположном направлении) ротора 9 шпинделя 3 и долота 4, осуществляя бурение скважины.

Вертикальный ствол скважины бурят до заданной глубины. Затем буровые трубы бурильной колонны поочередно раскрепляют и поднимают, при этом компоновка низа бурильной колонны находится в вертикальном положении на буровой установке, как показано на фиг.1.

Устанавливают механические ключи на зону 44 прямого переводника 23 и зону 45 кривого переводника 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1, как показано на фиг.1. Раскрепляют резьбовое соединение 15 между полым кривым валом 13 и прямым переводником 23, а затем отворачивают прямой переводник 23 регулятора 2 угла перекоса до появления зазора 20±2 мм в кольцевом стыке между зубчатой муфтой 19 и кольцевым поясом прямого переводника 23 регулятора 2 угла перекоса, показано на фиг.1, 3.

В процессе раскрепления резьбового соединения 15 зубчатая муфта 19 и кривой переводник 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1 должны оставаться в зацеплении, по существу, прямоугольные зубья 26 на торце 25 кривого переводника 24 должны находиться в зацеплении с прямоугольными внутренними зубьями 21 на торце 22 зубчатой муфты 19.

Поднимают зубчатую муфту 19 вверх до выхода из зацепления прямоугольных внутренних зубьев 21 на торце 22 зубчатой муфты 19 с прямоугольными зубьями 26 на торце 25 кривого переводника 24.

Удерживая зубчатую муфту 19 в верхнем положении, поворачивают ее относительно кривого переводника 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1 до совпадения меток требуемого угла (метки требуемого угла не показаны). Для увеличения угла перекоса поворачивают зубчатую муфту 19 в направлении 47, для уменьшения - в обратном направлении, показано на фиг.1.

Устанавливают механические ключи на зону 44 прямого переводника 23 и зону 45 кривого переводника 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1, как показано на фиг.1. Заворачивают резьбовое соединение 15 между полым кривым валом 13 и прямым переводником 23, а затем затягивают на заданный крутящий момент прямой переводник 23 регулятора угла 2 забойного двигателя 1. Величину крутящего момента свинчивания задают по технологическому процессу. В процессе свинчивания зубчатая муфта 19 и кривой переводник 24 регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1 должны оставаться в зацеплении, по существу, прямоугольные зубья 26 на торце 25 кривого переводника 24 должны находиться в зацеплении с прямоугольными внутренними зубьями 21 на торце 22 зубчатой муфты 19.

Совпадающие метки угла перекоса указывают величину угла перекоса забойного двигателя 1. Плоскость искривления регулятора 2 угла перекоса забойного двигателя 1 проходит через совпадающие метки. Угол искривления регулятора угла перекоса равен простой сумме углов: 38, α и 40, β.

Использование регулятора угла перекоса винтового героторного двигателя обеспечивает размещение увеличенного диаметра приводного вала без увеличения внутреннего диаметра полого кривого вала регулятора, что повышает момент сопротивления и прочностные характеристики приводного вала, увеличивает передаваемый крутящий момент, ресурс и надежность приводного вала, проходящего внутри регулятора угла перекоса и передающего крутящий момент от ротора винтового героторного двигателя на вал шпинделя с закрепленным на нем долотом, при максимальном угле искривления, минимальном зазоре между приводным валом и внутренней поверхностью полого кривого вала и максимальном эксцентриситете в соединении ротор-статор винтового героторного двигателя в плоскости искривления регулятора угла перекоса за счет расположения ближней к долоту точки искривления регулятора на определенных расстояниях от торца полого кривого вала, связанных соотношением с внутренним диаметром полого кривого вала.

Регулятор угла перекоса винтового героторного двигателя, содержащий полый кривой вал с наружными шлицами, первой и второй резьбами на его краях, зубчатую муфту с внутренними продольными шлицевыми пазами и зубьями на торце, установленную на наружных продольных шлицах полого кривого вала, прямой и кривой трубчатые переводники, несоосно расположенные между собой, причем на торце кривого трубчатого переводника выполнены зубья, входящие в зацепление с зубьями на торце зубчатой муфты, прямой и кривой трубчатые переводники соединены с полым кривым валом резьбами на направленных один к другому краях, при этом прямой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса винтового героторного двигателя, кривой трубчатый переводник предназначен для соединения с резьбой корпуса шпинделя, в котором размещен вал с долотом для бурения скважины, а центральные продольные оси резьб прямого и кривого трубчатых переводников, предназначенных для соединения с корпусом винтового героторного двигателя и соответственно с корпусом шпинделя, пересекаются с центральными продольными осями кривого переводника в двух точках, отличающийся тем, что точка пересечения центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, и центральной продольной оси резьбы трубчатого кривого переводника, предназначенной для соединения с резьбой корпуса шпинделя, расположена на центральной продольной оси второй резьбы полого кривого вала, соединяющей его с резьбой трубчатого кривого переводника, на расстоянии L от торца полого кривого вала, расположенного со стороны трубчатого кривого переводника, которое с внутренним диаметром D полого кривого вала связано соотношением: L=(0,25÷0,65)D.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-68 of 68 items.
09.06.2019
№219.017.7b10

Устройство для регистрации наработки и частоты вращения забойного двигателя и электронный модуль для его изготовления

Изобретения относятся к средствам контроля параметров процесса бурения скважин. Техническим результатом является повышение точности и достоверности измерения наработки и частоты вращения забойного двигателя. Устройство включает корпус и электронный модуль, состоящий из элемента питания и из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002371573
Дата охранного документа: 27.10.2009
09.06.2019
№219.017.7f28

Карданный вал гидравлического забойного двигателя

Изобретение относится к устройствам приводов вращения, размещаемых внутри гидравлического забойного двигателя, в частности для соединения ротора винтового героторного двигателя или турбобура с валом шпинделя, снабженным долотом для бурения нефтяных и газовых скважин. Карданный вал содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002444600
Дата охранного документа: 10.03.2012
30.10.2019
№219.017.db8c

Обратный клапан для бурильной колонны

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в качестве обратного клапана для бурильной колонны. Клапан состоит из ниппеля и переводника, скрепленных общей резьбой и имеющих осевой канал для насосной подачи гидроабразивной среды, установленное между ними седло с уплотнением из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704409
Дата охранного документа: 28.10.2019
24.12.2019
№219.017.f169

Электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709881
Дата охранного документа: 23.12.2019
25.12.2019
№219.017.f23c

Установка для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки

Изобретение относится к установке для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки. Установка содержит раму, первое и второе устройства для удерживания заготовки, электрод, включающий множество винтовых зубьев по окружности с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710092
Дата охранного документа: 24.12.2019
27.12.2019
№219.017.f29a

Гидравлический забойный двигатель

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Гидравлический забойный двигатель содержит статор, представляющий собой трубчатый корпус с закрепленной в нем обкладкой из эластомера, прилегающей к внутренней поверхности трубчатого корпуса,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710338
Дата охранного документа: 25.12.2019
25.04.2020
№220.018.1921

Устройство для тестирования перепускных клапанов гидравлических ясов

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, а именно к устройствам для тестирования перепускных клапанов гидравлических ясов, по существу, для определения времени гидравлической задержки перепускных клапанов перед их установкой в кольцевые клапаны в процессе сборки гидравлических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719791
Дата охранного документа: 23.04.2020
18.06.2020
№220.018.27a9

Статор винтовой героторной гидромашины

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Статор винтовой героторной гидромашины содержит трубчатый корпус 1 с внутренней поверхностью, выполненной с внутренними винтовыми зубьями, закрепленную в корпусе 1 обкладку 9 из эластомера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723595
Дата охранного документа: 16.06.2020
Showing 61-70 of 103 items.
29.03.2019
№219.016.efba

Пресс-форма для изготовления эластомерной обкладки статора винтовой героторной гидромашины

Изобретение относится к производству эластомерных изделий, в частности резиновых обкладок статоров винтовых героторных гидромашин. Пресс-форма для изготовления эластомерной обкладки статора винтовой героторной гидромашины содержит сердечник с винтовыми зубьями, входной и литьевые каналы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002290308
Дата охранного документа: 27.12.2006
29.03.2019
№219.016.f0b7

Гидравлический забойный двигатель с алмазной опорой скольжения

Изобретение относится к устройствам приводов вращения, размещаемых в скважине, и может быть использовано в гидравлических многозаходных героторных винтовых двигателях и турбобурах. Забойный двигатель с алмазной опорой скольжения включает корпус с размещенным внутри него ротором, вращение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002340757
Дата охранного документа: 10.12.2008
29.03.2019
№219.016.f12d

Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд

Изобретение может быть использовано в производстве хлористого калия. Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд включает регулирование подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерение температуры готового раствора, плотности, температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002398620
Дата охранного документа: 10.09.2010
29.03.2019
№219.016.f17b

Стенд для испытаний гидравлических забойных двигателей

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, а именно к оборудованию для обкатки и испытаний гидравлических забойных двигателей. Стенд для испытаний гидравлических забойных двигателей включает кожух 14 с поперечной стенкой 17 с устройством уплотнения 18, в котором размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002399796
Дата охранного документа: 20.09.2010
29.03.2019
№219.016.f19f

Гидравлический бурильный яс

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для создания ударных нагрузок для освобождения прихваченной части бурильной колонны в нефтяной или газовой скважине. Устройство включает трубчатый корпус и оправку, подвижно соединенные без вращения. Корпус содержит шлицы на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002310061
Дата охранного документа: 10.11.2007
29.03.2019
№219.016.f1fa

Гидравлический забойный двигатель с твердосплавными радиальными опорами скольжения

Изобретение относится к устройствам приводов вращения, размещаемых в скважине, и может быть использовано в гидравлических героторных винтовых двигателях и турбобурах. Двигатель содержит корпус с размещенным внутри него ротором, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002380510
Дата охранного документа: 27.01.2010
29.03.2019
№219.016.f260

Способ управления процессом получения хлористого калия

Изобретение может быть использовано в производстве хлористого калия методом растворения-кристаллизации. Способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию щелок в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002359909
Дата охранного документа: 27.06.2009
29.03.2019
№219.016.f26c

Способ гидроструйного удаления эластомерных обкладок в статорах винтовых героторных гидромашин

Изобретение относится к гидроструйной резке и удалению эластомерных обкладок в статорах винтовых героторных гидромашин и предназначено для многоразовой эксплуатации статоров, выработавших ресурс по обкладкам, а также для повторной заливки резиной статоров при дефектах изготовления. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002352409
Дата охранного документа: 20.04.2009
29.03.2019
№219.016.f270

Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд

Изобретение относится к технике управления процессами растворения сильвинитовых руд и может быть использовано в производстве хлористого калия методом растворения-кристаллизации. Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд включает регулирование подачи руды в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002352385
Дата охранного документа: 20.04.2009
29.03.2019
№219.016.f369

Героторный механизм винтовой гидравлической машины

Изобретение относится к буровой технике, в частности к героторным механизмам винтовых гидравлических машин, и может быть использовано в двигателях или в насосах. Героторный механизм винтовой гидравлической машины содержит статор в виде трубчатого корпуса (1) и обкладки (2) с внутренними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002309237
Дата охранного документа: 27.10.2007
+ добавить свой РИД