- •Гидравлические забойные двигатели
- •Гидравлические забойные двигатели
- •Забойные гидравлические двигатели
- •Турбобуры
- •Принцип действия
- •Устройство односекционного турбобура
- •Элементы устройства
- •Турбинные колеса
- •2. Опоры
- •Редукторные турбобуры
- •Турбобуры - отклонители.
- •Шпиндель - отклонитель шо1 – 195
- •Колонковые трубодолота .
- •Керноотборный турбобур со съемным керноприемником
- •Винтовые забойные двигатели Классификация винтовых двигателей
- •Конструкции винтовых двигателей
- •Образование вращающего момента на валу взд.
- •Основные типы и размеры винтовых забойных двигателей
- •Двигатели общего назначения
- •Двигатели для наклонно – направленного и горизонтального бурения
- •Двигатели для ремонта скважин
- •Элементы конструкций двигателей и их компоновок Рабочие органы
- •Секционирование рабочих органов.
- •Шпиндель
- •Соединение ротора и вала шпинделя
- •Клапаны
- •Опорно-центрирующие элементы
- •Механизмы искривления двигателя
- •Турбинно-винтовые забойные двигатели.
- •Универсальные турбинно-винтовые двигатели типа тпс - у.
- •Унифицированные модульные турбинно - винтовые двигатели 2ту240кд.
- •Модульные турбинно-винтовые двигатели тнв.
- •Роторно-турбинные и реактивно-турбинные буры типа ртб.
Соединение ротора и вала шпинделя
Соединение ротора винтового забойного двигателя и вала шпинделя является одним из основных узлов двигателя, определяющим долговечность и надежность гидромашины в целом. Механизм, соединяющий планетарно движущийся ротор с концентрично вращающимся валом, работает в тяжелых условиях. Помимо передачи крутящего момента и осевой силы, этот узел должен воспринимать сложную систему сил в рабочих органах, характеризующуюся непостоянной ориентацией ротора. В отличие от известных в технике соединений, передающих вращение между двумя несоосными концентрическими вращающимися валами, рассматриваемое соединение в винтовом забойном двигателе является связующим звеном с ротором, совершающим планетарное движение. Эти обстоятельства предопределяют повышенные требования к циклической прочности соединения, особенно при использовании многозаходных винтовых забойных двигателях. Своеобразные условия работы соединения и невозможность переноса напрямую из других отраслей техники готового технического решения предопределили многообразие компоновок этого узла.
Принципиально могут быть использованы четыре типа соединений на базе:
- деформации одного или нескольких элементов конструкции;
- обеспечения свободы перемещения ротора за счет введения элементов с относительно большим люфтом;
- шарнирных соединений;
- гибкого вала (торсиона).
Первый и второй типы соединения ввиду существенных удельных нагрузок в винтовых забойных двигателях не нашли применения.
Шарнирные соединения винтового забойного двигателя работают, как правило, в среде абразивных жидкостей. Поэтому надежная герметизация шарниров является одним из основных направлений повышения их работоспособности. Проблема герметизации осложняется тем, что полости, которые требуется изолировать, вращаются вокруг смещенных осей в условиях вибрации и значительного гидростатического давления. Поэтому герметизирующие элементы должны быть гибкими и прочными при циклической нагрузке, а устройство для герметизации в целом простым и надежным.
Рисунок 25. Двухшарнирное соединение.
1 –соединительная труба; 2 –корпус; 3 –шар; 4 –втулка; 5 –манжета; 6 –гайка; 7 –полумуфта.
Сначала в шарнирах использовались простейшие резиновые уплотнения, в дальнейшем стали применять уплотнения сильфонного и манжетного типов (рис. 25).
Существенный шаг, оказавший влияние на подходы к конструированию винтового забойного двигателя в целом, был сделан в середине 70-х годов, когда во ВНИИБТ была разработана конструкция гибкого вала. В отличие от шарниров в гибких валах внешнее трение деталей заменяется на внутреннее трение материала вала.
В двигателях с наружным диаметром 88 мм и более гибкий вал размещается в расточке ротора, а в малогабаритных двигателях - ниже ротора.
В большинстве случаев гибкий вал винтового забойного двигателя представляет собой металлический стержень круглого сечения с утолщенными концами. На концах выполняются присоединительные элементы: гладкий конус или коническая резьба. Иногда гибкий вал выполняется полым со сквозным цилиндрическим каналом для подвода рабочей жидкости высокого давления непосредственно к долоту.
Преимущества использования гибких валов заключаются в простоте конструкции и высокой технологичности, большом сроке службы, соизмеримым с ресурсом корпусных деталей двигателя, а также возможности реализации различных компоновок двигателей.
Опыт эксплуатации двигателей в наклонно направленном и горизонтальном бурении выявил недостаточную стойкость гибких валов при углах перекоса секций более 1°30'. В связи с этим двигатели типа ДГ стали оснащать шарнирно-торсионными соединениями.