Турбобур

 

Изобретение относится к буровой технике , а именно к конструкциям турбобуров для бурения скважин. Целью изобретения является повышение долговечности турбобура . Турбобур содержит корпус 1. вал 2 и ступени турбины, состоящие из рабочих органов - роторов и статоров, выполненных в виде лопаточных венцов с фиксаторами 5. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена винтовая канавка (К) 6. Фиксаторы взаимодействуют с винтовой К. Угол «наклона винтовой К выбирается в соответствии с выражением ак 12 -/Згде, всредний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа. Направление угла а наклона винтовой К и рабочей поверхности фиксатора совпадает с направлением среднего угла Д. Под действием гидравлических сил потока промывочной жидкости между роторами и статорами создается зазор д. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 4/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

©02. 2 (21) 4716818/03 (22) 14.06.89 (46) 30.09,91. Бюл. М 36 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) Е,И,Рыжов, О.Б.Камчатная, Г,Л,Печкарев, В.В.Чухланцев и B.E.Áàòðàêîâ (53) 622.243,92 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 487588, кл. Е 21 Б 4/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N 829843, кЛ. Е 21 В 4/02, 1969. (54) ТУРБОБУР (57) Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям турбобуров для бурения скважин. Целью изобретения является повышение долговечности турбо„„Я, „1680918 Al бура. Турбобур содержит корпус 1. вал 2 и ступени турбины, состоящие из рабочих органов — роторов и статоров, выполненных в виде лопаточных венцов с фиксаторами 5.

На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена винтовая канавка (K) 6. Фиксаторы взаимодействуют с винтовой К. Угол а наклона винтовой К выбирается в соответствии с выражением а =тг/2 — j3 где, д — средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа. Направление угла а наклона винтовой К и рабочей поверхности фиксатора совпадает с направлением среднего угла Р Под действием гидравлических сил потока промывочной жидкости между роторами и статорами создается зазор д. 6 ил.

1660о16

Изобретение относится к буровой технике, а именно к конструкциям турбобура для бурения скважин, Целью изобретения является повышение долговечности турбобура, На фиг,1 схематически изображена часть многоступенчатой турбины турбобура, продольное сечение; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг,З вЂ” развертка винтовой канавки; на фиг,4 — разрез Б-Б на фиг.Ç; на фиг.5 — расположение фиксатора в ободе статора; на фиг.6 — разрез В-В на фиг.1.

Турбобур содержит корпус 1, внутри которого располо>кен вал 2, На последнем >кестко закреплены роторы 3 и статоры 4 выполненныеплавающими, которые расположены в корпусе i по одному через каждый ротор 3 и составляют с роторами 3 ступени турбины, Статоры 4 и роторы 3 выполнены в виде лопаточных венцов. Б ободе венца статора

4 жестко закреплен фиксатор 5, выполненный в виде пластины.

Рабочая поверхность фиксатора 5 расположена под углом а, Свободный конец фиксатора 5 (рабочая кромка "е") выступает нэд цилиндрической поверхностью статорэ 4. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 турбобура нарезана по винтовой линии с углом наклона а канавка б.

Винтовая канавка 6 в поперечном сечении имеет форму прямоугольной трапеции со сторонами "аЬ" и "cd", Сторона "аЬ" расположена перпендикулярно к поверхности корпуса 1, является глубиной нарезаемой винтовой канавки 6 и служит упором для рабочей кромки "е" фиксатора 5. Сторона "cd" выполнена наклонной к поверхности корпуса 1, с целью облегчения выхода фиксатора 5 из канавки

6 при демонтаже турбинных секций.

Угол наклона а винтовой канавки 6 и рабочих поверхностей фиксаторов 5 выбирается из условия а=- — — P, где а — угол наклона винтовой канавки 6 и рабочих поверхностей фиксаторов 5;

P — средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа.

При этом угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа Р совпадает с направлением винтовой канавки 6, Фиксаторы 5 могут быть установлены в ободе статора 4 и в количестве более одного (с нарезкой добавочной канавки), Фиксаторы 5 в виде пластины просты в изготовлении, Однако могут быть и другие варианты их исполнения. Например, фиксаторы 5 могут иметь форму пластины, изогну5 той в виде латинской буквы "у", один конец которой изогнут для создания упругого действия и удержания фиксатора 5 в гнезде обода статора 4.

Устройство работает следующим обра10 зом.

После спуска турбобура в скважину включают гидроциркуляцию. Поток промывочной жидкости поступает к турбобуру, включая его в работу.

15 Под действием реактивного момента статор 4 проворачивается, при этом рабочая кромка "е" фиксатора 5 попадает в винтовую канавку 6 и упирается в сторону

"аЬ", обеспечивая тем самым фиксацию

20 статоров 4 и удерживая их от дальнейшего проворота.

При этом под действием гидравлических сил промывочной жидкости между рабочими органами ступеней (статорами 4 и

75 роторами 3) создается зазор д (фиг.1), Появление гарантированного зазора приводит к снижению потерь на трение в паре

"ротор — статор", уменьшает износ опор рабочих органов и увеличивает вращаю30 щийся момент ступеней турбины, Формула изобретения

Турбобур, включающий корпус, вал и

35 ступени турбин, состоящие из рабочих органов — статоров и роторов, выполненных в виде лопаточных венцов с фиксаторами, взаимодействующими с канавкой, выполненной на внутренней поверхности корпу40 са, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности турбобура, канавка корпуса выполнена по винтовой линии, направление которой совпадает с направлением среднего угла наклона профиля лопатки

45 венца рабочего органа, а фиксатор выпonнен в виде пластины, установленной на венце под углом и с направлением угла, идентичным углу и направлению винтовой канавки, при этом угол наклона винтовой

50 канавки определяется в соответствии с выражением а= g-P, где a — угол наклона винтовой канавки;

55 P — средний угол наклона профиля лопатки венца рабочего органа.

1680918

1680918

Составитель А. Хромин

Редактор Л. Лисина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Кучерявая

Заказ 3293 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101