×
29.06.2019
219.017.a163

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород. Устройство содержит корпус, соосно расположенный статор с витками и установленный внутри статора ротор с обмотками возбуждения. Обмотки возбуждения расположены внутри ротора и имеют четырехполюсную намотку таким образом, что одноименные полюса со знаком «+» и со знаком «-» расположены вдоль его оси и запитаны через коллектор от источника постоянного тока, а витки статорной обмотки, взаимодействующие с магнитным полем обмотки возбуждения, огибают окружность ротора и прилегают к двум одноименным магнитным полюсам обмотки возбуждения, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, а от двух других одноименных магнитных полюсов витки удалены на расстояние, обеспечивающее ослабляющее воздействие полей, при этом в корпусе по обе стороны от ротора установлен дополнительный статор, содержащий витки, уложенные двухполюсной намоткой в два немагнитных ротора, которые являются телами вращения с боковой поверхностью, охватывающей четверть окружности ротора, образуя рабочий воздушный зазор. Обеспечивает увеличение срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее вращательно-подающий механизм, состоящий из вращателя, гидропатрона и гидроцилиндров подачи (Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1971, с.55, рис.23). К числу недостатков таких механизмов относятся: жесткая связь гидроцилиндр - буровой став - буровой инструмент, а также инерционность и сложная управляемость работы гидроцилиндра. При изменении крепости пород или при необходимости быстро изменить режим работы вращательно-подающего механизма гидроцилиндр не позволяет быстро оперировать рабочими характеристиками из-за большого количества элементов в технологической цепи. Это двигатель, генератор, насос, рабочая жидкость, шток в гидроцилиндре, буровой став и буровой инструмент. В связи с этим процесс изменения подачи бурового става является медленным и недостаточно точным, а также усложняется ремонт и техническое обслуживание механизма и станка в целом. Кроме того, раздельные механизмы вращения и подачи усложняют конструкцию станка. Отмеченные недостатки ограничивают применение указанных вращательно-подающих механизмов при бурении сложноструктурных пород по причине быстрого износа бурового инструмента.

Также известен погружной электродвигатель для работы в буровых скважинах, содержащий корпус, беспазовый статор с обмоткой и установленный на валу на подшипниках скольжения ротор (Р) с постоянными магнитами (М). Цилиндрическая обечайка (О) образует с корпусом герметичное пространство для расположения обмотки. Вал Р на противоположном насосу конце снабжен осевым магнитным подшипником. Р выполнен многополюсным и собран из ферритовых М. Тангенциально расположенные М выполнены с уменьшающейся площадью поперечного сечения по направлению к оси Р, а радиально расположенные М выполнены с постоянной площадью поперечного сечения. Вал Р выполнен полым. По обе стороны Р установлены лабиринтные насосы со шнеками на валу Р. Один из насосов входом сообщен с полостью вала Р и выходом - с пространством между Р и О, а второй насос входом сообщен с пространством между Р и О и выходом - с полостью вала Р с образованием контура охлаждения. В результате достигается повышение эффективности работы погружного электродвигателя за счет выравнивания тепловой напряженности. Наличие статора и ротора в данном устройстве не позволяет использовать его для бурения скважин по принципу действия, так как заявляемое устройство предназначено именно для бурения скважин. RU 2287721, от 08.04.2005 г., опубликовано 20.11.2006 г.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является принятое за прототип устройство RU 84045, содержащее ротор и статор.

Основной недостаток прототипа заключается в том, что система не позволяет достаточно быстро изменять режим бурения. Также не позволяет передавать достаточно большое подающее усилие.

Основными задачами изобретения являются: повышение эффективности работы бурового станка при бурении взрывных и технологических скважин, в том числе при проходке сложноструктурных пород с различными физико-механическими свойствами, а также увеличение срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения.

Поставленные задачи достигаются тем, что в устройстве для бурения скважин, содержащем корпус, соосно расположенный статор с витками и установленный внутри статора ротор, с обмотками возбуждения, обмотки возбуждения расположены внутри ротора, и имеют четырехполюсную намотку таким образом, что одноименные полюса со знаком «+» и со знаком «-» расположены попарно с противоположных сторон ротора, вдоль его оси, и запитаны через коллектор от источника постоянного тока, а витки статорной обмотки, взаимодействующие с магнитным полем обмотки возбуждения, огибают окружность ротора и прилегают к двум одноименным магнитным полюсам обмотки возбуждения, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, а от двух других одноименных магнитных полюсов витки удалены на расстояние, обеспечивающее ослабляющее воздействие полей, при этом в корпусе по обе стороны от ротора установлен дополнительный статор, содержащий витки, уложенные двухполюсной намоткой в два немагнитных ротора, которые являются телами вращения с боковой поверхностью, охватывающей четверть окружности ротора, образуя рабочий воздушный зазор.

Устройство поясняет кинематическая схема устройства для бурения скважин (Фиг.1), содержащее электродвигатель 1, редуктор 2, шинно-зубчатую муфту 3, опорный узел 4, ротор 5, корпус 6, дополнительную статорную обмотку, уложенную в немагнитные роторы 7, статорную обмотку 8, буровой инструмент 9, находящийся в скважине 10.

Устройство статорной обмотки поясняет схема (Фиг.2). Витки статорной обмотки 8, взаимодействующие с магнитным полем обмотки возбуждения 11, огибают окружность ротора 5 с обмоткой возбуждения 11, имеющей четырехпорлюсную намотку и проложенной в магнитопроводе 12. Витки статорной обмотки 8 огибают окружность ротора и прилегают к двум одноименным магнитным полюсам обмотки возбуждения, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, а от двух других одноименных магнитных полюсов витки удалены на расстояние, обеспечивающее ослабляющее воздействие полей.

Устройство дополнительного статора обмотки поясняет схема (Фиг.3). Витки 13 дополнительного статора взаимодействуют с магнитным полем обмотки возбуждения 11, имеющей четырехпорлюсную намотку и проложенной в магнитопроводе 12. Витки 13 дополнительного статора уложены двухполюсной намоткой в два немагнитных ротора 7, которые являются телами вращения с боковой поверхностью, охватывающей четверть окружности ротора 5, образуя рабочий воздушный зазор между немагнитным ротором 7 и ротором 5. Немагнитный ротор 7 расположен на валу 14, закрепленном в подшипниковых опорах 15.

Устройство для бурения скважин работает следующим образом.

Электродвигатель 1 через редуктор 2 и шинно-зубчатую муфту 3 вращает ротор 5, закрепленный при помощи опорного узла 4 в корпусе 6 (фиг.1). Ток в витках статорной обмотки 8, взаимодействуя с магнитным полем, наводимым током в обмотке возбуждения 11 (фиг.2), имеющей четырехполюсную намотку в магнитопроводе 12 таким образом, что одноименные полюса со знаком «+» и со знаком «-» расположены попарно с противоположных сторон ротора, вдоль его оси, и запитаны через коллектор от источника постоянного тока, создает подающее усилие посредством ротора 5 на буровой инструмент и осуществляет бурение скважины 10.

Витки статорной обмотки 8 прилегают к двум одноименным магнитным полюсам обмотки возбуждения, образуя минимальный рабочий воздушный зазор. В этих областях происходит взаимодействие магнитных полей. А от двух других одноименных магнитных полюсов витки статорной обмотки удалены на расстояние, обеспечивающее ослабляющее воздействие полей.

Ток в витках 13 дополнительного статора (фиг.3), взаимодействуя с магнитным полем обмотки возбуждения 11, имеющей четырехпорлюсную намотку и проложенной в магнитопроводе 12, создает дополнительное подающее усилие посредством ротора 5 на буровой инструмент и осуществляет бурение скважины 10. Дополнительная подача осуществляется путем взаимодействия тока в части витков 13 дополнительного статора, уложенных двухполюсной намоткой в два немагнитных ротора 7, которые являются телами вращения с боковой поверхностью, охватывающей четверть окружности ротора 5, образуя рабочий воздушный зазор. Благодаря немагнитному материалу ротора взаимодействие тока в остальной части витков 13 дополнительного статора с магнитным полем, наводимым в обмотке возбуждения 11, ослаблено. Благодаря тому, что обмотка дополнительного статора уложена в роторы, а также несимметричному взаимодействию полей возникает вращательный момент, пытающийся повернуть немагнитный ротор 7 против направления подающего усилия. Вал 14, закрепленный в подшипниковых опорах 15, имеет ограниченную свободу вращения, рассчитанную на предельный момент. В случае возникновения ударной нагрузки предельный момент превышается и немагнитный ротор 7 проворачивается, выравнивая величину момента на валу 14. Тем самым величина ударной нагрузки на буровой инструмент 9 и ротор 5 снижается.

Устройство для бурения скважин, содержащее корпус, соосно расположенный статор с витками и установленный внутри статора ротор с обмотками возбуждения, отличающееся тем, что обмотки возбуждения расположены внутри ротора и имеют четырехполюсную намотку таким образом, что одноименные полюса со знаком «+» и со знаком «-» расположены вдоль его оси и запитаны через коллектор от источника постоянного тока, а витки статорной обмотки, взаимодействующие с магнитным полем обмотки возбуждения, огибают окружность ротора и прилегают к двум одноименным магнитным полюсам обмотки возбуждения, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, а от двух других одноименных магнитных полюсов витки удалены на расстояние, обеспечивающее ослабляющее воздействие полей, при этом в корпусе по обе стороны от ротора установлен дополнительный статор, содержащий витки, уложенные двухполюсной намоткой в два немагнитных ротора, которые являются телами вращения с боковой поверхностью, охватывающей четверть окружности ротора, образуя рабочий воздушный зазор.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 101-110 of 233 items.
20.05.2014
№216.012.c320

Устройство для правки проволоки малых диаметров

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и переработке проволоки малого диаметра для изготовления стержневых деталей, используемых в изделиях приборостроения и радиоэлектроники. Устройство содержит размоточный механизм, механизм правки проволоки путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515711
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c52d

Способ изготовления порошкового композита сu-cd/nb для электроконтактного применения

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических электроконтактных материалов Cu-Cd/Nb. Из порошков меди и ниобия готовят шихту, проводят холодное прессование и спекание. Введение кадмия в заготовку осуществляют диффузионным насыщением путем ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516236
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6e8

Литой композиционный материал на основе алюминия и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литого композиционного материала (ЛКМ) на основе алюминия для изготовления отливок и деформируемых изделий электротехнического назначения. ЛКМ содержит в качестве матричного компонента алюминий технической чистоты, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516679
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.ca1b

Способ конверсии метана

Изобретение относится к области химии. Метан подвергают конверсии с водяным паром на катализаторе, в качестве которого используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с и температуре расплава 1250-1400°С с последующей регенерацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517505
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc25

Композиция для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера

Изобретение относится к композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера для производства алюминия из криолит-глиноземных расплавов. В составе порошковой композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера, содержащей функциональный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518032
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cdae

Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для работ по техническому обслуживанию ходовой части автомобиля. Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля заключается в том, что до регулировки заданные числовые значения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518425
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cfcc

Способ определения цинка (ii)

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для концентрирования и определения микроколичеств металлов в питьевой воде с использованием твердых сорбентов, содержащих органический материал. Техническим результатом изобретения является снижение предела...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518967
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d16c

Способ очистки воды и водных растворов от анионов и катионов

Изобретение относится к очистке воды и водных растворов от анионов и катионов и может быть использовано для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. Очистку воды и водных растворов от анионов и катионов проводят электролизом переменным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519383
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d631

Способ отвалообразания на наклонное основание

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является отсыпка ярусов отвала в одну очередь и возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руды на наклонное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520611
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d639

Способ открытой разработки месторождений

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных пологопадающих месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является увеличение производительности и снижение затрат на отвалообразование. Способ включает проходку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520619
Дата охранного документа: 27.06.2014
Showing 1-10 of 10 items.
10.08.2013
№216.012.5ca4

Контейнер для перевозки, хранения и выгрузки опрокидыванием сыпучих грузов

Настоящее изобретение относится к транспортной таре и может быть использовано для транспортировки и временного хранения сыпучих материалов. Изобретение решает задачу повышения удобства пользования контейнером при механизации процессов открывания и закрывания крышки контейнера. Контейнер для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489337
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.04.2014
№216.012.b545

Устройство для очистки верхней кромки полувагонов

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств. Устройство для очистки верхней кромки полувагонов содержит портал, цилиндрическую щетку (7), установленную с возможностью перемещения приводом подъема и опускания щетки, блок управления (10). Стойки портала снабжены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512129
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.11.2015
№216.013.9294

Способ управления процессом эксплуатации шарошечного долота

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при шарошечном бурении взрывных и разведочных буровых скважин на горных предприятиях. Технический результат заключается в обеспечении эффективности использования долота. Способ управления процессом эксплуатации шарошечного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569141
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.98c0

Буровое шарошечное долото

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечных долот, предназначенных для бурения скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов и др. Технический результат заключается в повышении эффективности работы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570724
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.03.2016
№216.014.c5b2

Станок шарошечного бурения

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к станкам шарошечного бурения. Станок включает мачту, буровую головку с буровым снарядом, канатно-полиспастную систему с гидроцилиндром привода подачи, гидрораспределитель гидроцилиндров привода подачи с управляющими камерами подъема и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578684
Дата охранного документа: 27.03.2016
10.04.2016
№216.015.30da

Устройство для бурения скважин

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород. Устройство для бурения скважин содержит корпус, вращательно-подающий механизм...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580118
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37ed

Цилиндрический линейный асинхронный двигатель

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроприводов с прямолинейным движением рабочих органов. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель содержит индуктор с трехфазной обмоткой, выполненной в виде катушечных модулей, якорь в виде ферромагнитного стержня с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582332
Дата охранного документа: 27.04.2016
25.08.2017
№217.015.b478

Устройство для определения технического состояния шарошечного долота

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при шарошечном бурении взрывных или разведочных буровых скважин на горных предприятиях. Устройство для определения технического состояния шарошечного долота содержит раму с закрепленным на ней подающим механизмом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614173
Дата охранного документа: 23.03.2017
19.01.2018
№218.016.099c

Буровое долото режуще-вращательного типа

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям шарошечно-дисковых долот, предназначенных для бурения взрывных скважин в горнорудной, нефтяной и газовой промышленности и в строительстве дорог, каналов, трубопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631948
Дата охранного документа: 29.09.2017
26.06.2019
№219.017.91ef

Буровое долото режуще-вращательного типа

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям долот режуще-вращательного типа, предназначенных для бурения взрывных скважин. Технический результат заключается в повышении технологичности изготовления и обеспечении критических уровней износа базовых элементов. Буровое долото...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692393
Дата охранного документа: 24.06.2019
+ добавить свой РИД