Забойный двигатель

(71) Заявитель Белорусский государстъеннъгй концерн по нефти и нефтепродуктам (В)(73) Патентообладатель Белорусский государствен ный концерн по нефти и нефтепродуктамЗабойный двигатель, содержащий корпус с цилиндром, в котором установлен полый вал с соплом, снабженный лопастью, верхнюю и нижнюю крьпшси цилиндра, каналы для подвода и отвода рабочей экишостн, сообщенные срабочшли камерами, отличающийся тем, что он снабжен продоль- ным призматическим золотником, установленным в пазах верхней и нижней крышки с возможностью ограниченного кругового перемещения относительно Цилиндра и взаимодействия с лопастью и образующим вместе с упомянутыми крьшпсами, польтм валом и лопастью шве рабочие камеры.Изобретение ртносится к устройствам для привода долота при бурении И может Использоваться при проводке геологоразведочных и эксплуатационных скважин.Известен ротационный забойный гидравлический двигатель 1 с повьппенным крутящим моментом на валу. Сообщаемый породоразрушающему буровому инструменту вращающий момент Имеет постоянное направление.Недостатком описанного ротационного забойного гидравлического двигателя является дополнительное нагружение колонны бурильных труб от действия реактивного момента при бурении. Вследствие нестабильности величины реактивного момента при работе ротационного забойного двигателя постоянно меняется и угол закручивания колонны бурильных труб. Это приводит к измеНВНШО ЗЗИМУТЯЛЪНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ДВИГЕТЗЛЯ В СЕСВНЖИЕВ ВСЛЕДСТВИЕ ЯВЛЕНИЯ наката, ЧТО СНИЖЗСТ ТОЧностъ проводки скважин.Суптность предлагаемого изобретения заключается в устранении указанных Недостатков. Это достигается тем, что претотагаеттьпй забойный двигатель работает в дискретном режиме с постоянным изменением Направления вращения вала. Импушюивно возникающий реактивный вращающий момент меняющего направления воспринимается инерционными массами корпуса и не передается на колонну бурильных труб. При этом положение бурильного инструмента в скважине не изменяется.Техническое решение забойного двигателя состоит в следующем. В гладком цилиндрическом корпусе располагают коаксилъно полый пилинцрическийвал. Кольцевое пространство между корпусом и валом разделяют на две полости продольной лопастью и продольным призматическим золотником. Причем продольную лопасть жестко соединяют с полым валом с возможностью беззазорнсго контакта с внутренней полостью корпуса, а продольный прматический золотник располагают беззазорно между валом и корпусом с ограничением окружного перемещения. Продольный призматичеШШЙ ЗОЛОТЪШПС СОДЕРЖИТ два ВПУСКШЦХ И ДВЕ. ВЬШУСКНЫХ канала. ТНКОС ТСХНИЧБСКОВ РВШВ ПРИ ПОпарном одновременном включении впускного и вьшускного каналов обеспечивает поочередное СОЗДЗНИВ РНЗНОСТИ ДВВПЕНЕЕЯ ВО ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТШС ЕШШЕЪТСЗТЯ, ВСЛЕДСТВИЕ ЧЕГО ПРОДОЛЬНВЯ ЛОПЕСТЬ периодически поворачивает полый вал в одну и другую сторону на один неполный оборот. ИмпульСИВНОС ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВРШЦЕЦОЩВГО МОМЕНТЕ СО СМСНОЙ направления ВРЗЩВНИЯ ОБВСПЗЧИВЗГ В результате нейтрализапию реактивного момента инерционными массами корпуса забойного двигателя.На фиг.1 изображен продольный разрез забойного двигателя, на фиг.2 - сечение 1-1, на фиг.3,а и фит.3,б даны схемы перетоков рабочей экидкосги соответственно при прямом и обратном повороте вала.Забойный двигатель (фиг.1 и фига) включает корпус 1 с установленгньш в нем концентрично полым валом 2, снабженным жестко связанной с ним продольной лопастью 3. Между корпусом 1 и полым валом 2 беззазорно установлен продолънътй Призматический золотник 4 с возможностью окружного перемещения, а нижняя часть полого вала 2 снабжена соплом 5. Кольцевое пространство между корпусом 1 и польпя валом 2 совместно с верхней крьпшсой 6 и нижней крьпшсой 7 образует рабочую полость забойного двигателя, которая разделена продольной лопастью 3 и продольным призматическим золотников 4 на две рабочие камеры А и Б (фиг.1, фигд, фиг.3,а, фиг.3,б). Верхняя крыли-св б имеет два впускных канала д и е, а корпус 1- два вьтпустсщтх канала в и г. Продольный Призматический золотник 4 содержит соответственно также два впускных канала д и в (фиг.3,а и фиг.-3,б) и два вьшускных канала в и г.При прокачивании рабочей экидкости через забойный двигатель соплом 5 создается перепад давления между внутренним и наружным пространством. Если продольный призматической золотник 4(фигд) находится в правом положении (фпг.3 а), впускной канал д сообщает левую камеру А с областью высокого давления, а вьшускной канал 2 сообщает правую камеру Б с областью низкого давлениям. Под действием разности давления между камер ой А и камерой Б продольная лопасть 3 смещается в сторону камеры Б, Проворачивая полъп вал 2 по часовой стрешсе. При этом камера А заполняется рабочей жидкостью через впускной канал д, а из камеры Б рабочая жидкость через выпускной канал 2 выходит в область низкого давления.По завершении оборота полого вала 2 продольная лопасть 3 входит в контакт с продольным призматическим золотником 4 и по инерции смещает его в левое положение (фшнщб). Происходит переключение каналов, впускной канал д и вьшускной канал 2 закрываются, а впускной канал в и вьшускной канал в открываются. При этом камера Б сообщается с областью высокого давления, а камера А - с областью низкого давления. Под действием разности давления между казяер ой Б и камерой А продольная лопасть начинает обратное движение, Проворачивая полый вал 2 против часовой стрелки.По завершению обратного хода продольной лопасти она перемещает продольный призматичеЩСИЙ ЗОЛОТНИК В ПСРВОПЗЧЕЛЕНОВ ПОЛОЖСЕИС И ЦИКЛ ПОВТОРЯЕТСЯ.Таким образом, при работе забойного двигателя его полый вал совершает вращение в ту и друГУЮ СТОРОНУ На ОДИН НВПОЛНЫЙ ОбОРОТ. Частота ОбРНТНО-ВРНЩНТШЪНОГО ДВИЖСНИЯ ПОЛОГО вала определятся временем заполнения внутренней полости рабочей жидкостью.Заказ 3223 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скпршгы, 66.