+

RU2373364C2 - Stator of screw gerotor machine - Google Patents

Stator of screw gerotor machine Download PDF

Info

Publication number
RU2373364C2
RU2373364C2 RU2005139097/03A RU2005139097A RU2373364C2 RU 2373364 C2 RU2373364 C2 RU 2373364C2 RU 2005139097/03 A RU2005139097/03 A RU 2005139097/03A RU 2005139097 A RU2005139097 A RU 2005139097A RU 2373364 C2 RU2373364 C2 RU 2373364C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
lining
thickness
stator
maximum
Prior art date
Application number
RU2005139097/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005139097A (en
Inventor
Владимир Николаевич Андоскин (RU)
Владимир Николаевич Андоскин
Константин Анатольевич Кобелев (RU)
Константин Анатольевич Кобелев
Юрий Евгеньевич Кириевский (RU)
Юрий Евгеньевич Кириевский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис"
Priority to RU2005139097/03A priority Critical patent/RU2373364C2/en
Publication of RU2005139097A publication Critical patent/RU2005139097A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373364C2 publication Critical patent/RU2373364C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: invention is related to hydraulic drives for rotary drilling arranged in well. Stator comprises external pipe with internal surface made in the form of helicoid with internal screw teeth, elastomer facing fixed in external pipe and adjacent to internal surface of external pipe. Facing is made with internal screw teeth and matches in shape with internal screw teeth in external pipe, and facing thickness is maximum at teeth that are radially directed inside. In external pipe maximum thickness of facing along cavities of its internal screw surface arranged at maximum radial distance is equal to half of height of its internal screw teeth, at the same time minimum thickness of external pipe wall along cavities of its internal screw surface radially directed outside is equal to height of internal screw teeth in facing.
EFFECT: increased reliability and resource, and also provision of maximum power, force torque at output shaft in mode of maximum power and permissible axial load.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине, в частности к винтовым героторным гидравлическим двигателям для бурения нефтяных и газовых скважин или к винтовым насосам для добычи нефти из скважин.The invention relates to hydraulic drives for rotary drilling, placed in the well, in particular to screw gerotor hydraulic motors for drilling oil and gas wells or to screw pumps for oil production from wells.

Известен винтовой гидравлический механизм, используемый в качестве насоса или двигателя, содержащий корпус статора и ротор, при этом ротор имеет внешнюю винтовую поверхность, а корпус статора выполнен в виде монолитного жесткого трубчатого элемента, имеющего цилиндрическую внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность, также имеющую винтовые зубья, а вышеупомянутый механизм содержит гибкий слой, выполненный из эластомера, имеющий однородную толщину на внутренней поверхности корпуса [1].A known hydraulic screw mechanism used as a pump or motor, comprising a stator housing and a rotor, the rotor having an external helical surface, and the stator housing is made in the form of a monolithic rigid tubular element having a cylindrical outer surface and an inner surface also having helical teeth, and the aforementioned mechanism comprises a flexible layer made of an elastomer having a uniform thickness on the inner surface of the housing [1].

В известном гидравлическом механизме гибкий слой, выполненный из эластомера, имеющий однородную, по существу, одинаковую толщину на внутренней поверхности корпуса, подвергается деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора внутри статора, что приводит к образованию на выступах и впадинах зубьев зон, отличающихся друг от друга величинами контактного давления, сдвиговой прочности, твердости (упругости) и теплопроводности.In the known hydraulic mechanism, a flexible layer made of an elastomer having a uniform, essentially the same thickness on the inner surface of the housing is subjected to deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor inside the stator, which leads to the formation of zones on the protrusions and depressions of the teeth that differ from each other by the values of contact pressure, shear strength, hardness (elasticity) and thermal conductivity.

Температура в эластомерной обкладке может повышаться, например, до 60°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять, например, до 0,05 мм на диаметр на каждые 10°С повышения температуры.The temperature in the elastomeric casing can increase, for example, to 60 ° C, and the increase in interference in the working pair can be, for example, up to 0.05 mm per diameter for every 10 ° C of temperature increase.

Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения надежности и ресурса винтового гидравлического механизма при его использовании в винтовом забойном двигателе, а также повышения максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и усталостной выносливости (ресурса) обкладки из эластомера - не менее 100 тысяч циклов.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing the reliability and service life of the screw hydraulic mechanism when it is used in a downhole screw motor, as well as increasing the maximum power, the torque on the output shaft in the maximum power mode and the fatigue endurance (resource) of the elastomer plate - not less than 100 thousand cycles.

Недостатки известной конструкции объясняются неполной возможностью оптимизации толщины обкладки из эластомера вдоль выступов и впадин винтовых зубьев.The disadvantages of the known design are explained by the incomplete possibility of optimizing the thickness of the lining of elastomer along the protrusions and depressions of the helical teeth.

Это приводит к ухудшению отвода внутреннего тепла от обкладки из эластомера сквозь стенки корпуса к буровому раствору затрубного пространства, к образованию в центрах профиля эластомерной обкладки зон деструкции материала от воздействия градиента температур, к увеличению натяга в рабочей паре.This leads to a deterioration in the removal of internal heat from the lining from the elastomer through the walls of the housing to the drilling fluid of the annulus, to the formation in the centers of the profile of the elastomeric lining of the zones of destruction of the material from the influence of the temperature gradient, to an increase in the tension in the working pair.

В результате центр профиля становится менее гибким (хрупким и ломким), механические свойства эластомера, например резины, на этих участках значительно ухудшаются, при этом давление, действующее в камерах между ротором и статором, может превысить предел сдвиговой прочности эластомера, а вершины зубьев в обкладке деформируются или отрываются от корпуса.As a result, the center of the profile becomes less flexible (brittle and brittle), the mechanical properties of the elastomer, for example rubber, in these areas are significantly deteriorated, while the pressure acting in the chambers between the rotor and the stator can exceed the shear strength of the elastomer, and the tops of the teeth in the lining are deformed or torn off the body.

Известен статор винтового героторного гидравлического насоса или двигателя, содержащий корпус с внутренней поверхностью, выполненной с внутренними винтовыми зубьями, закрепленные в корпусе охватываемую и охватывающую обкладки из эластомера, при этом охватываемая обкладка выполнена с внутренними винтовыми зубьями, предназначенными для размещения ротора, имеющего наружную поверхность с винтовыми зубьями, охватывающая обкладка скреплена с охватываемой обкладкой и с внутренней поверхностью корпуса, а число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев корпуса [2].A known stator of a screw gerotor hydraulic pump or motor, comprising a housing with an inner surface made with internal helical teeth, a male and female elastomer covers fixed to the housing, the male shell being made with internal helical teeth designed to accommodate a rotor having an outer surface with with helical teeth, the female lining is fastened to the male lining and to the inner surface of the housing, and the number of rotor teeth per unit it bigger number of teeth housing [2].

В одном варианте на внутренней поверхности профиля статора обкладка из эластомера имеет практически равномерную толщину.In one embodiment, on the inner surface of the stator profile, the elastomer lining has an almost uniform thickness.

Известный гидравлический механизм содержит гибкий слой, выполненный из эластомера, имеющий однородную, по существу, одинаковую толщину на внутренней поверхности корпуса, что приводит к образованию на выступах и впадинах зубьев зон, отличающихся друг от друга величинами контактного давления, сдвиговой прочности, твердости (упругости) и теплопроводности, которые подвергаются деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора внутри статора.The known hydraulic mechanism contains a flexible layer made of an elastomer having a uniform, substantially the same thickness on the inner surface of the housing, which leads to the formation of zones on the protrusions and depressions of the teeth of the teeth that differ from each other in terms of contact pressure, shear strength, hardness (elasticity) and thermal conductivity, which are subjected to deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor inside the stator.

Недостатки известной конструкции объясняются неполной возможностью оптимизации толщины обкладки из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, а также вдоль выступов и впадин винтовых зубьев.The disadvantages of the known design are explained by the incomplete possibility of optimizing the thickness of the plate of elastomer along the troughs of its internal helical surface located at the maximum radial distance, as well as along the protrusions and troughs of the helical teeth.

Это приводит к ухудшению отвода внутреннего тепла от обкладки из эластомера сквозь стенки корпуса к буровому раствору затрубного пространства, к образованию в центрах профиля эластомерной обкладки зон деструкции материала от воздействия градиента температур, к увеличению натяга в рабочей паре.This leads to a deterioration in the removal of internal heat from the lining from the elastomer through the walls of the housing to the drilling fluid of the annulus, to the formation in the centers of the profile of the elastomeric lining of the zones of destruction of the material from the influence of the temperature gradient, to an increase in the tension in the working pair.

В результате центр профиля становится менее гибким (хрупким и ломким), механические свойства резины или эластомера на этих участках значительно ухудшаются, при этом давление, действующее в камерах между ротором и статором, может превысить предел сдвиговой прочности эластомера, а вершины зубьев в обкладке деформируются или отрываются от корпуса.As a result, the center of the profile becomes less flexible (brittle and brittle), the mechanical properties of rubber or elastomer in these areas significantly deteriorate, while the pressure acting in the chambers between the rotor and the stator can exceed the shear strength of the elastomer, and the tooth tips in the lining are deformed or come off the case.

Недостатком известной конструкции является также низкая прочность корпуса статора, а также потеря его устойчивости преимущественно при осевой нагрузке на долото и ударных воздействиях от ясов в составе изогнутой колонны бурильных труб в наклонно направленных скважинах, например, при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении, что объясняется тем, что он выполнен составным: из корпуса - гладкой трубы, охватываемой и охватывающей обкладок из эластомера, выполненных в форме геликоида.A disadvantage of the known design is also the low strength of the stator housing, as well as the loss of its stability mainly with axial load on the bit and impact from jars in the curved string of drill pipes in directional wells, for example, when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling, which is explained by the fact that it is made composite: from the body - a smooth pipe, covered and covering plates of elastomer, made in the form of a helicoid.

Эластомерную охватываемую обкладку (постоянной толщины) выполняют из материала, например, Ultra-Flex 114, а дополнительную охватывающую обкладку с внутренней поверхностью в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми многозаходными зубьями выполняют из более твердого и прочного материала.An elastomeric male lining (of constant thickness) is made of a material, for example, Ultra-Flex 114, and an additional female lining with an internal surface in the form of a helicoid, essentially with internal helical multiple teeth, is made of a harder and stronger material.

При этом известный статор при использовании его в винтовом гидравлическом двигателе не обеспечивает существенных преимуществ, например максимального темпа набора кривизны (при бурении наклонно направленной скважины), вследствие разрушения корпуса, например, при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении с использованием в колонне бурильных труб гидравлического и (или) гидромеханического яса, с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб (20…40 об/мин), с ударными нагрузками и ударными импульсами от гидравлического яса, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для двигателя.Moreover, the known stator when used in a screw hydraulic motor does not provide significant advantages, for example, the maximum rate of set of curvature (when drilling a directional well), due to the destruction of the body, for example, when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling using drill string pipes of hydraulic and (or) hydromechanical jar, with rotation (from the rotor of the drill) of a curved string of drill pipes (20 ... 40 rpm), with shock loads and impact E pulses of hydraulic jar, as well as due to relaxation of the tensile stress at a bent drill string, wherein the motor stator is mounted.

Недостатки известного статора для двигателя объясняются также циклическим нагружением винтовых зубьев, выполненных, например, из эластомеров разной сдвиговой прочности, твердости и теплопроводности, которые подвергаются деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора внутри статора, что приводит к выделению тепла внутри материала зубьев, нарушению натяга в рабочей паре, отслоению эластомерной обкладки от корпуса, а также к расслоению между эластомерными обкладками вследствие ухудшения отвода внутреннего тепла из эластомерной обкладки сквозь слой материала через стенки корпуса к буровому раствору затрубного пространства.The disadvantages of the known stator for the motor are also explained by the cyclic loading of helical teeth made, for example, of elastomers of different shear strength, hardness and thermal conductivity, which undergo deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor inside the stator, which leads to heat generation inside the tooth material, violation interference in the working pair, delamination of the elastomeric lining from the body, as well as to delamination between the elastomeric lining due to the deterioration of internal heat removal from the elastomeric ernoy electrode through the layer of material through the body wall to the annulus drilling fluid.

При этом температура в эластомерной обкладке может повышаться, например, до 85°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять, например, до 0,08 мм на диаметр на каждые 10°С повышения температуры, что приводит к нерасчетным режимам работы, не обеспечивает максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимой осевой нагрузки при повышении максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности.In this case, the temperature in the elastomeric casing can increase, for example, to 85 ° C, and the increase in interference in the working pair can be, for example, up to 0.08 mm per diameter for every 10 ° C of temperature increase, which leads to non-calculated operating modes, not provides maximum power, torque on the output shaft in maximum power mode and permissible axial load with increasing maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in maximum power mode.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является статор для гидравлического забойного двигателя, образующий наружную трубу с внутренней поверхностью, выполненной, по меньшей мере, с двумя внутренними винтовыми зубьями (или лопастями), закрепленную в корпусе обкладку, например, из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности наружной трубы, при этом обкладка выполнена с внутренними винтовыми зубьями (или лопастями), совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями (или лопастями) в наружной трубе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях (или лопастях), радиально направленных внутрь (не менее двух) [3].Closest to the claimed design is a stator for a hydraulic downhole motor, forming an outer pipe with an inner surface made of at least two internal helical teeth (or blades), a lining, for example, made of elastomer, adjacent to the inner surface of the outer pipe, while the lining is made with internal helical teeth (or blades), coincides in shape with the internal helical teeth (or blades) in the outer pipe, and the thickness of the lining is max imal on the teeth (or lobes) radially directed inward (at least two) [3].

Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения надежности и ресурса винтового забойного двигателя, максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и усталостной выносливости (ресурса) эластомерной обкладки - не менее 100 тысяч циклов.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing the reliability and service life of a downhole screw motor, maximum power, torque on the output shaft in the maximum power mode and fatigue endurance (resource) of the elastomeric lining - at least 100 thousand cycles.

Так как эластомер характеризуется высокими изоляционными свойствами, он задерживает передачу тепла в большей степени вдоль выступов винтовых зубьев по сравнению с впадинами этих винтовых зубьев.Since the elastomer is characterized by high insulating properties, it delays the transfer of heat to a greater extent along the protrusions of the helical teeth compared to the depressions of these helical teeth.

Температура в обкладке из эластомера может повышаться, например, до 85°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять, например, до 0,08 мм на диаметр на каждые 10°С повышения температуры, что приводит к нерасчетным режимам работы, не обеспечивает максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимой осевой нагрузки при повышении максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности.The temperature in the lining of the elastomer can increase, for example, to 85 ° C, and the increase in interference in the working pair can be, for example, up to 0.08 mm per diameter for every 10 ° C of temperature increase, which leads to off-design operating modes, does not provide maximum power, torque on the output shaft in maximum power mode and permissible axial load with increasing maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in maximum power mode.

Недостатки известного статора для винтовой героторной гидромашины объясняются неполным использованием возможности оптимизации толщины обкладки вдоль впадин внутренней винтовой поверхности и минимальной толщины стенки наружной трубы по отношению к высоте зубьев в обкладке, а также объясняются образованием на выступах и впадинах зубьев зон, отличающихся друг от друга величинами контактного давления, сдвиговой прочности, твердости (упругости) и теплопроводности, которые подвергаются деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора внутри статора, что приводит к повышенному градиенту температур при выделении тепла внутри материала зубьев и нарушению натяга в рабочей паре, к ухудшению отвода внутреннего тепла из эластомерной обкладки сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору с внешней стороны наружной трубы (затрубного пространства), поток которого направлен от забоя (от долота) к устью скважины.The disadvantages of the known stator for a screw gerotor hydraulic machine are explained by the incomplete use of the possibility of optimizing the thickness of the lining along the hollows of the inner screw surface and the minimum wall thickness of the outer pipe with respect to the height of the teeth in the lining, and are also explained by the formation of zones on the protrusions and hollows of the teeth that differ in contact pressure, shear strength, hardness (elasticity) and thermal conductivity, which are subjected to deformation and bending during planetary rotary rotation and the rotor inside the stator, which leads to an increased temperature gradient when heat is generated inside the tooth material and violation of the interference fit in the working pair, to a deterioration in the removal of internal heat from the elastomeric sheath through the walls of the outer pipe to the drilling fluid from the outside of the outer pipe (annulus), flow which is directed from the bottom (from the bit) to the wellhead.

Из-за тепла, образуемого в центрах зубьев, происходит вторичная полимеризация: молекулярная сшивка эластомера (резины), что приводит к деструкции материала.Due to the heat generated in the tooth centers, secondary polymerization occurs: molecular crosslinking of the elastomer (rubber), which leads to the destruction of the material.

В результате центр профиля эластомерной обкладки становится негибким (хрупким и ломким), механические свойства резины или эластомера на этих участках значительно ухудшаются, при этом давление, действующее в камерах между ротором и статором, может превысить предел сдвиговой прочности эластомера, а вершины статора деформируются или отрываются от статора.As a result, the center of the profile of the elastomeric lining becomes inflexible (brittle and brittle), the mechanical properties of rubber or elastomer in these areas significantly deteriorate, while the pressure acting in the chambers between the rotor and the stator can exceed the shear strength of the elastomer, and the stator vertices are deformed or tear off from the stator.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и ресурса, а также обеспечение максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимой осевой нагрузки за счет уменьшения градиента температур при выделении тепла внутри материала зубьев, улучшения отвода внутреннего тепла из эластомерной обкладки сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору затрубного пространства, обеспечения равномерного контактного давления и повышения усталостной выносливости эластомерной обкладки, а также обеспечения максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности.The technical result of the invention is to increase reliability and resource, as well as providing maximum power, torque on the output shaft in the maximum power mode and permissible axial load by reducing the temperature gradient when heat is generated inside the tooth material, improving the removal of internal heat from the elastomeric lining through the outer walls pipes to the drilling fluid of the annulus, ensuring uniform contact pressure and increasing the fatigue endurance of the elastomeric lining , as well as ensuring maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in maximum power mode.

Сущность технического решения заключается в том, что в статоре винтовой героторной гидромашины, содержащем наружную трубу с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми зубьями, закрепленную в корпусе обкладку, например, из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности наружной трубы, при этом обкладка выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в наружной трубе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь, согласно изобретению в наружной трубе максимальная толщина обкладки, например, из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты ее внутренних винтовых зубьев, при этом минимальная толщина стенки наружной трубы вдоль радиально направленных наружу впадин ее внутренней винтовой поверхности равна высоте внутренних винтовых зубьев в обкладке, например, из эластомера.The essence of the technical solution lies in the fact that in the stator of a screw gerotor hydraulic machine containing an outer tube with an inner surface made in the form of a helicoid, essentially with internal helical teeth, a lining, for example, made of elastomer, adjacent to the inner surface of the outer tube is fixed while the lining is made with internal helical teeth and coincides in shape with the internal helical teeth in the outer pipe, and the thickness of the lining is maximum on the teeth, radially directed According to the invention, in the outer pipe, the maximum thickness of the lining, for example, from an elastomer along the valleys of its internal helical surface located at the maximum radial distance, is equal to half the height of its internal helical teeth, while the minimum wall thickness of the outer tube is along its radially outward the internal helical surface is equal to the height of the internal helical teeth in the lining, for example, of elastomer.

Толщина Δвыс обкладки, например, из резины вдоль радиально направленных внутрь зубьев и толщина Δвп вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, связаны соотношением: Δвыс=(0,85…1,15)·Ф·Δвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…The thickness Δ height of the lining, for example, of rubber along the teeth radially directed inward and the thickness Δ vp along the troughs of its inner helical surface located at the maximum radial distance, are related by the ratio: Δ height = (0.85 ... 1.15) · Ф · Δ cp , where f is a constant equal to 1.618 ...

Толщина стенки ΔRкор наружной трубы вдоль радиально направленных внутрь зубьев на ее внутренней винтовой поверхности и толщина стенки ΔRвп наружной трубы вдоль расположенных на максимальном радиальном удалении впадин ее внутренней винтовой поверхности связаны соотношением: ΔRкор=(0,85…1,15)·Ф·ΔRвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…ΔR armature wall thickness of the outer tube along the radially inwardly directed teeth at its inner surface a screw and a wall thickness of ΔR ch outer tube disposed along the maximum radial depressions removing its internal helical surface are related by: ΔR = armature (0.85 ... 1.15) · F · ΔR ch, where P - constant equal to 1,618 ...

Твердость обкладки с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из резины, составляет 75±3 ед. Шор А.The hardness of the lining with internal helical teeth made of rubber is 75 ± 3 units. Shore A.

В заявляемой конструкции за счет того, что в наружной трубе максимальная толщина обкладки, например, из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты ее внутренних винтовых зубьев, при этом минимальная толщина стенки наружной трубы вдоль радиально направленных наружу впадин ее внутренней винтовой поверхности равна высоте внутренних винтовых зубьев в обкладке, например, из эластомера, обеспечиваются зоны идентичной сдвиговой прочности, твердости и теплопроводности, обеспечивается снижение градиента температур при выделении тепла внутри материала зубьев, улучшается отвод внутреннего тепла из эластомерной обкладки сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору с внешней стороны наружной трубы (затрубного пространства), поток которого направлен от забоя (от долота) к устью скважины.In the claimed design, due to the fact that in the outer pipe the maximum thickness of the lining, for example, from an elastomer along the hollows of its internal helical surface located at maximum radial distance, is equal to half the height of its internal helical teeth, while the minimum wall thickness of the outer pipe is along radially directed outward depressions of its internal helical surface is equal to the height of the internal helical teeth in the lining, for example, of elastomer, zones of identical shear strength, hardness and eploprovodnosti ensured reduction of the temperature gradient during heat generation inside the tooth material is improved removal of internal heat from the elastomeric sheath through the outer wall of the pipe to the drilling fluid from the outside of the outer tube (annular space), the flow of which is directed from the bottom (from the bit) to the wellhead.

При этом повышаются надежность и ресурс, а также обеспечивается максимальная мощность, момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимая осевая нагрузка за счет повышения усталостной выносливости эластомерной обкладки и обеспечения максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности.At the same time, reliability and service life are increased, as well as maximum power, moment of force on the output shaft in maximum power mode and permissible axial load due to increased fatigue endurance of the elastomeric casing and ensuring maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) at maximum power are increased.

Надежность заявляемого статора для винтового героторного гидравлического двигателя обеспечивается за счет менее напряженных условий работы эластомерной обкладки: при наличии в рабочей паре между ротором и эластомерной обкладкой наружной трубы необходимого натяга контактное давление составляет 2,5…3 МПа, скорость скольжения составляет 0,5…2,5 м/с, при этом гидростатическое давление может достигать 50 МПа, а момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности может достигать 30 кН·м.The reliability of the inventive stator for a screw gerotor hydraulic motor is ensured by less stressful conditions of operation of the elastomeric casing: if there is a necessary interference between the rotor and the elastomeric casing of the outer pipe, the contact pressure is 2.5 ... 3 MPa, the sliding speed is 0.5 ... 2 , 5 m / s, while the hydrostatic pressure can reach 50 MPa, and the moment of force on the output shaft in the maximum power mode can reach 30 kN · m.

За счет того что толщина Δвыс обкладки, например, из резины вдоль радиально направленных внутрь зубьев и толщина Δвп вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, связаны соотношением: Δвыс=(0,85…1,15)·Ф·Δвп, где Ф - постоянная, равная 1,618… (число Фибоначчи), обеспечивается "золотое сечение" и (или) "золотое соотношение", например, величин контактного давления, сдвиговой прочности, твердости (упругости) и теплопроводности в обкладке из эластомера, что уменьшает градиент температур при выделении тепла внутри материала зубьев, сохраняет натяг в рабочей паре, улучшает отвод внутреннего тепла из эластомерной обкладки сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору с внешней стороны наружной трубы (затрубного пространства), поток которого направлен от забоя (от долота) к устью скважины.Due to the fact that the thickness Δ height of the lining, for example, from rubber along the teeth radially directed inward and the thickness Δ vp along the troughs of its internal helical surface located at the maximum radial distance, are related by the ratio: Δ height = (0.85 ... 1.15) · Ф · Δ vp , where Ф is a constant equal to 1.618 ... (Fibonacci number), the "golden ratio" and (or) the "golden ratio" are provided, for example, the values of contact pressure, shear strength, hardness (elasticity) and thermal conductivity in the lining from elastomer, which reduces the temperature gradient when heat, inside the tooth material, maintains interference in the working pair, improves the removal of internal heat from the elastomeric lining through the walls of the outer pipe to the drilling fluid from the outside of the outer pipe (annulus), the flow of which is directed from the bottom (from the bit) to the wellhead.

Это обеспечивает возможность повышения энергетических характеристик, надежности и ресурса с использованием заявляемого статора, по существу, повышения максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимой осевой нагрузки за счет повышения максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности, а также повышения усталостной выносливости эластомерной обкладки.This provides the opportunity to increase energy characteristics, reliability and life using the inventive stator, essentially increasing the maximum power, the torque on the output shaft in the maximum power mode and the permissible axial load by increasing the maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in maximum power, as well as increasing the fatigue endurance of the elastomeric lining.

За счет того что толщина стенки ΔRкор наружной трубы вдоль радиально направленных внутрь зубьев на ее внутренней винтовой поверхности и толщина стенки ΔRвп наружной трубы вдоль расположенных на максимальном радиальном удалении впадин ее внутренней винтовой поверхности связаны соотношением: ΔRкор=(0,85…1,15)·Ф·ΔRвп, где Ф - постоянная, равная 1,618… (число Фибоначчи), обеспечиваются существенные преимущества:Due to the fact that the wall thickness ΔR armature outer tube along the radially inwardly directed teeth at its inner surface a screw and a wall thickness of ΔR ch outer tube disposed along the maximum radial depressions removing its internal helical surface are related by: ΔR = armature (0.85 ... 1 15) · F · dr ch, where P - constant equal to 1.618 ... (Fibonacci number), provides significant advantages:

- прочность наружной трубы в режиме максимального набора кривизны при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении;- the strength of the outer pipe in the maximum set of curvature when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling;

- при использовании в колонне бурильных труб гидравлического и (или) гидромеханического яса с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб (20…40 об/мин);- when using a hydraulic and (or) hydromechanical jar in a drill pipe string with rotation (from the drill rotor) of a curved drill pipe string (20 ... 40 rpm);

- при ударных нагрузках и ударных импульсах от гидравлического и (или) гидромеханического яса и релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор для двигателя.- during shock loads and shock pulses from a hydraulic and (or) hydromechanical jar and relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string in which a stator for the engine is installed.

За счет того что твердость обкладки с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из резины, составляет 75±3 ед. Шор А, обеспечивается повышенная усталостная выносливость (ресурс) - не менее 150 тыс. циклов, повышенная стойкость: абразивная и в среде нефтепродуктов, а также высокая упругость, эластичность и надежность уплотнения рабочей пары ротор-обкладка статора в режиме максимальной мощности.Due to the fact that the hardness of the lining with internal helical teeth made of rubber is 75 ± 3 units. Shore A, provides increased fatigue endurance (resource) - at least 150 thousand cycles, increased durability: abrasive and in the environment of petroleum products, as well as high elasticity, elasticity and reliability of sealing of the working pair of the rotor-lining of the stator in maximum power mode.

При использовании заявляемой конструкции повышается ресурс рабочей пары ротор-статор на 30…50%, а механическая скорость на 30…40% больше. За счет увеличения ресурса и механической скорости проходка на рабочую пару ротор-статор увеличивается в 0,9…1,2 раза.When using the inventive design increases the resource of the working pair of the rotor-stator by 30 ... 50%, and the mechanical speed by 30 ... 40% more. Due to the increase in resource and mechanical speed, the penetration of the rotor-stator working pair increases by 0.9 ... 1.2 times.

Ниже представлен лучший вариант осуществления конструкции статора винтового забойного двигателя для бурения нефтяных скважин.Below is the best embodiment of a stator design for a downhole motor for drilling oil wells.

На фиг.1 показан продольный разрез статора винтового забойного двигателя.Figure 1 shows a longitudinal section of the stator of a helical downhole motor.

На фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1 поперек статора и ротора винтового забойного двигателя, вариант 1, отношение чисел зубьев ротор-обкладка равно 5/6.In Fig.2 shows a section aa in Fig.1 across the stator and rotor of the downhole motor, option 1, the ratio of the number of teeth of the rotor lining is 5/6.

На фиг.3 показан разрез А-А на фиг.1 поперек статора и ротора винтового забойного двигателя, вариант 2, отношение чисел зубьев ротор-обкладка равно 6/7.In Fig.3 shows a section aa in Fig.1 across the stator and rotor of the downhole motor, option 2, the ratio of the number of teeth of the rotor lining is 6/7.

Статор винтовой героторной гидромашины, например забойного двигателя для вращения ротора от насосной подачи текучей среды (бурового раствора), содержит наружную трубу 1 с внутренней поверхностью 2, выполненной в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми зубьями 3, закрепленную в наружной трубе 1 обкладку 4 из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности 2 наружной трубы 1, при этом обкладка 4 выполнена с внутренними винтовыми зубьями 5 и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями 3 в наружной трубе 1, а толщина 6, Δвыс обкладки 4 является максимальной на зубьях 5, радиально направленных внутрь, по сравнению с толщиной 7, Δвп впадин 8 вдоль внутренней винтовой поверхности этой обкладки 4, показано на фиг.1, 2, 3.The stator of a screw gerotor hydraulic machine, for example, a downhole motor for rotating the rotor from the pump fluid supply (drilling fluid), contains an outer pipe 1 with an inner surface 2 made in the form of a helicoid, essentially with internal helical teeth 3, fixed in the outer tube 1 lining 4 of an elastomer adjacent to the inner surface 2 of the outer tube 1, the liner 4 is provided with internal helical teeth 5 and coincides in form with internal helical teeth 3 in the outer tube 1 and the thickness 6, Δ height of LadKom 4 is maximum at the teeth 5, a radially inwardly directed, as compared with the thickness 7, Δ sn depressions 8 along the inner surface of the helical electrode 4, shown in Figures 1, 2, 3.

Статор предназначен для винтового забойного двигателя, где поз.9 - ротор, поз.10 - центральная ось ротора 9, поз.11 - центральная ось наружной трубы 1, поз.12 - величина эксцентриситета ротора 9, установленного в обкладке 4, например, из резины, скрепленной с внутренней поверхностью 2 наружной трубы 1, а каждая из концевых частей 13, 14 наружной трубы 1 выполнена с внутренней конической резьбой 15, 16, показано на фиг.1, 2, 3.The stator is designed for a downhole screw motor, where pos. 9 is the rotor, pos. 10 is the central axis of the rotor 9, pos. 11 is the central axis of the outer pipe 1, pos. 12 is the magnitude of the eccentricity of the rotor 9 installed in the lining 4, for example, rubber bonded to the inner surface 2 of the outer pipe 1, and each of the end parts 13, 14 of the outer pipe 1 is made with an internal tapered thread 15, 16, shown in figures 1, 2, 3.

В наружной трубе 1 максимальная толщина 7, Δвп обкладки 4 из резины вдоль впадин 8 ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении 17, равна половине высоты 18 ее внутренних винтовых зубьев 5, при этом минимальная толщина 19 стенки наружной трубы 1 вдоль радиально направленных наружу впадин 21 ее внутренней винтовой поверхности равна высоте 18 внутренних винтовых зубьев 5 в обкладке 4, показано на фиг.1, 2, 3.In the outer pipe 1, the maximum thickness 7, Δ vp of the plate 4 of rubber along the depressions 8 of its inner helical surface located at a maximum radial distance of 17 is equal to half the height 18 of its inner helical teeth 5, while the minimum wall thickness 19 of the outer pipe 1 is radially along outwardly directed troughs 21 of its internal helical surface is equal to the height 18 of the internal helical teeth 5 in the lining 4, shown in figures 1, 2, 3.

Толщина 6, Δвыс обкладки 4 из резины вдоль радиально направленных внутрь зубьев 5 и толщина 7, Δвп вдоль впадин 8 ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении 17, связаны соотношением:The thickness 6, Δ height of the lining 4 of rubber along the teeth 5 radially directed inward and the thickness 7, Δ vp along the depressions 8 of its inner helical surface located at a maximum radial distance of 17, are related by the ratio:

Δвыс=(0,85…1,15)·Ф·Δвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…, показано на фиг.2, 3.Δ height = (0.85 ... 1.15) · Ф · Δ vp , where Ф is a constant equal to 1.618 ... shown in Fig.2, 3.

Толщина стенки 20, ΔRкор наружной трубы 1 вдоль радиально направленных внутрь зубьев 3 на ее внутренней винтовой поверхности и толщина стенки 19, ΔRвп наружной трубы 1 вдоль расположенных на максимальном радиальном удалении впадин 21 ее внутренней винтовой поверхности связаны соотношением: ΔRкор=(0,85…1,15)·Ф·ΔRвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…, показано на фиг.2, 3.Wall thickness 20, ΔR armature outer tube 1 along the radially inwardly directed teeth 3 on its internal helical surface and the wall thickness 19, ΔR ch outer tube 1 along disposed at a maximum radial removing troughs 21 of its internal helical surface are related by: ΔR cor = (0 85 ... 1.15) · F · ΔR ch, where P - constant equal to 1.618 ..., 2, 3.

Твердость обкладки 4 с внутренними винтовыми зубьями 5, выполненной из резины, составляет 75±3 ед. Шор А.The hardness of the lining 4 with internal helical teeth 5, made of rubber, is 75 ± 3 units. Shore A.

Кроме того, на фиг.2, 3 показано: поз.22 - многозаходные винтовые камеры между зубьями 23 ротора 9 и зубьями 5 эластомерной обкладки 4; на фиг.1 показано: поз.24 - направление потока текучей среды (бурового раствора); на фиг.3: поз.25 - высота внутренних винтовых зубьев 3 в наружной трубе 1.In addition, figure 2, 3 shows: pos.22 - multi-helical chambers between the teeth 23 of the rotor 9 and the teeth 5 of the elastomeric lining 4; figure 1 shows: POS.24 - the direction of flow of the fluid (drilling fluid); figure 3: pos.25 - the height of the internal helical teeth 3 in the outer tube 1.

Конструкция статора при ее использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток бурового раствора 24 под давлением, например, 25…30 МПа в режиме максимальной мощности по колонне бурильных труб подается в многозаходные винтовые камеры 22 между зубьями 23 ротора 9 и зубьями 5 эластомерной обкладки 4 и образует область высокого давления и момент от гидравлических сил, который приводит в планетарно-роторное вращение ротор 9 внутри обкладки 4, закрепленной в наружной трубе 1.The design of the stator when it is used in a downhole screw motor works as follows: the mud flow 24 under pressure, for example, 25 ... 30 MPa in maximum power mode, is supplied through the drill pipe string to multi-helical chambers 22 between the teeth 23 of the rotor 9 and the teeth 5 of the elastomeric lining 4 and forms a region of high pressure and a moment from hydraulic forces, which leads to planetary-rotor rotation of the rotor 9 inside the lining 4, fixed in the outer tube 1.

Винтовые зубья 5 эластомерной обкладки 4, закрепленной в наружной трубе 1, подвергаются сложной деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора 9 внутри статора.Helical teeth 5 of the elastomeric plate 4, mounted in the outer tube 1, undergo complex deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor 9 inside the stator.

Винтовые камеры 22 между зубьями 23 ротора 9 и зубьями 5 эластомерной обкладки 4 имеют переменный объем и периодически перемещаются по потоку 24 бурового раствора, который имеет плотность до 1500 кг/м3, содержит до 2% песка и до 5% нефтепродуктов.The screw chambers 22 between the teeth 23 of the rotor 9 and the teeth 5 of the elastomeric plate 4 have a variable volume and periodically move along the mud stream 24, which has a density of up to 1500 kg / m 3 , contains up to 2% sand and up to 5% oil products.

За счет того что в наружной трубе 1 максимальная толщина 7, Δвп обкладки 4 из резины вдоль впадин 8 ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении 17, равна половине высоты 18 ее внутренних винтовых зубьев 5, по существу, равна эксцентриситету 12 центральной продольной оси 10 ротора 9 относительно центральной продольной оси 11 обкладки 4 и наружной трубы 1 статора, при этом минимальная толщина 19 стенки наружной трубы 1 вдоль радиально направленных наружу впадин 21 ее внутренней винтовой поверхности равна высоте 18 внутренних винтовых зубьев 5 в обкладке 4, обеспечиваются зоны идентичной сдвиговой прочности, твердости и теплопроводности, обеспечивается уменьшение градиента температур при выделении тепла внутри материала зубьев 5, улучшается отвод внутреннего тепла из эластомерной обкладки 4 сквозь стенки наружной трубы 1 к буровому раствору с внешней стороны наружной трубы 1 (затрубного пространства), поток которого направлен от забоя (от долота) к устью скважины.Due to the fact that in the outer pipe 1, the maximum thickness 7, Δ vp of the lining 4 of rubber along the depressions 8 of its inner helical surface located at a maximum radial distance 17 is equal to half the height 18 of its inner helical teeth 5, essentially equal to the eccentricity 12 of the central the longitudinal axis 10 of the rotor 9 relative to the Central longitudinal axis 11 of the plate 4 and the outer tube 1 of the stator, the minimum thickness 19 of the wall of the outer tube 1 along the radially outward troughs 21 of its inner screw surface is equal to e 18 internal helical teeth 5 in the lining 4, zones of identical shear strength, hardness and heat conductivity are provided, a temperature gradient is reduced when heat is generated inside the tooth material 5, internal heat is removed from the elastomeric lining 4 through the walls of the outer pipe 1 to the drilling fluid with the outer side of the outer pipe 1 (annulus), the flow of which is directed from the bottom (from the bit) to the wellhead.

При этом обкладка 4, выполненная, например, из резины ИРП-1226-5, работает в менее напряженных условиях: при наличии в рабочей паре (ротор 9 - обкладка 4) необходимого натяга контактное давление составляет 2,5…3 МПа, скорость скольжения 0,5…2,5 м/с, при этом гидростатическое давление может достигать, например, 50 МПа, а момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности может достигать, например, 30 кН·м.In this case, the lining 4, made, for example, of rubber ИРП-1226-5, operates under less stressful conditions: if the working pair (rotor 9 - lining 4) has the necessary interference, the contact pressure is 2.5 ... 3 MPa, sliding speed 0 , 5 ... 2.5 m / s, while the hydrostatic pressure can reach, for example, 50 MPa, and the torque on the output shaft in maximum power mode can reach, for example, 30 kN · m.

За счет того что толщина 6, Δвыс обкладки 4 из резины вдоль радиально направленных внутрь зубьев 5 и толщина 7, Δвп обкладки 4 вдоль впадин 8 ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении 17, связаны соотношением:Due to the fact that the thickness 6, Δ height of the plate 4 made of rubber along the teeth 5 radially inwardly directed and the thickness 7, Δ vp of the plate 4 along the depressions 8 of its inner screw surface located at the maximum radial distance 17 are related by the ratio:

Δвыс=(0,85…1,15)·Ф·Δвп, где Ф - постоянная, равная 1,618… (где Ф - число Фибоначчи), обеспечивается "золотое сечение" и (или) "золотое соотношение", например, величин контактного давления, сдвиговой прочности, твердости (упругости) и теплопроводности в обкладке 4, что приводит к уменьшению градиента температур при выделении тепла внутри материала зубьев 5 и сохранению натяга в рабочей паре ротор 9 - обкладка 4, к улучшению отвода внутреннего тепла из обкладки 4 сквозь стенки наружной трубы 1 к буровому раствору затрубного пространства, поток которого направлен от забоя (от долота) к устью скважины.Δ height = (0.85 ... 1.15) · Ф · Δ VP , where Ф is a constant equal to 1.618 ... (where Ф is the Fibonacci number), a "golden ratio" and (or) a "golden ratio" is provided, for example, the values of contact pressure, shear strength, hardness (elasticity) and thermal conductivity in the lining 4, which leads to a decrease in the temperature gradient when heat is generated inside the tooth material 5 and the tightness in the working pair is preserved rotor 9 - lining 4, to improve the removal of internal heat from the lining 4 through the walls of the outer pipe 1 to the drilling fluid annulus, the flow of which apravlen from the bottom (from the bit) to the wellhead.

За счет того что толщина 20, ΔRкор стенки наружной трубы 1 вдоль радиально направленных внутрь зубьев 3 на ее внутренней винтовой поверхности и толщина 19, ΔRвп стенки наружной трубы 1 вдоль расположенных на максимальном радиальном удалении впадин 21 ее внутренней винтовой поверхности связаны соотношением:Due to the fact that the thickness 20, ΔR armature wall of the outer tube 1 along the radially inwardly directed teeth 3 on its inner surface and the thickness of the screw 19, ΔR ch outer pipe wall 1 along disposed at a maximum radial removing troughs 21 of its internal helical surface are related by:

ΔRкор=(0,85…1,15)·Ф·ΔRвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…, обеспечиваются существенные преимущества: Korean dr = (0.85 ... 1.15) · F · dr ch, where P - constant equal to 1.618 ..., provides significant advantages:

- прочность наружной трубы 1 в режиме максимального набора кривизны при прохождении через радиусные участки ствола скважины при горизонтальном бурении;- the strength of the outer pipe 1 in the maximum set of curvature when passing through the radius sections of the wellbore during horizontal drilling;

- при использовании в колонне бурильных труб гидравлического и (или) гидромеханического яса с вращением (от ротора буровой) изогнутой колонны бурильных труб (20…40 об/мин);- when using a hydraulic and (or) hydromechanical jar in a drill pipe string with rotation (from the drill rotor) of a curved drill pipe string (20 ... 40 rpm);

- при ударных нагрузках и ударных импульсах от гидравлического и (или) гидромеханического яса и релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлена наружная труба 1 (статор) двигателя.- during shock loads and shock impulses from the hydraulic and (or) hydromechanical jar and relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string in which the outer pipe 1 (stator) of the engine is installed.

За счет того что твердость обкладки 4 с внутренними винтовыми зубьями 5, выполненной из резины, составляет 75±3 ед. Шор А, обеспечивается повышенная усталостная выносливость (ресурс) - не менее 150 тыс. циклов, повышенная стойкость: абразивная и в среде нефтепродуктов, а также высокая упругость, эластичность и надежность уплотнения рабочей пары ротор 9 - обкладка 4 в режиме максимальной мощности.Due to the fact that the hardness of the lining 4 with internal helical teeth 5, made of rubber, is 75 ± 3 units. Shore A, provides increased fatigue endurance (resource) - at least 150 thousand cycles, increased durability: abrasive and in the environment of petroleum products, as well as high elasticity, elasticity and reliability of sealing of the working pair of rotor 9 - lining 4 in maximum power mode.

Изобретение повышает надежность и ресурс, обеспечивает максимальную мощность, момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и допустимую осевую нагрузку за счет уменьшения градиента температур при выделении тепла внутри материала зубьев, улучшения отвода внутреннего тепла из обкладки сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору затрубного пространства, обеспечения равномерного контактного давления и повышения усталостной выносливости обкладки, а также максимального перепада давления (межвиткового, на зубьях статора) в режиме максимальной мощности, который составляет, по существу, 25…30 МПа при меньшем уровне напряженно-деформированного состояния обкладки из эластомера.The invention improves reliability and resource, provides maximum power, the moment of force on the output shaft in maximum power mode and permissible axial load by reducing the temperature gradient when heat is generated inside the tooth material, improving the removal of internal heat from the lining through the walls of the outer pipe to the annular drilling mud to ensure uniform contact pressure and increase the fatigue endurance of the lining, as well as the maximum pressure drop (inter-turn, on the teeth stat ra) to the maximum power level which is substantially of 25 ... 30 MPa at a lower level of stress-deformed state of the elastomer plate.

Источники информацииInformation sources

1. US 2005/0079083 A1, F01C 1/10, Apr. 14, 2005.1. US 2005/0079083 A1, F01C 1/10, Apr. 14, 2005.

2. US 6881045 B2, F03C 2/08, Apr. 19, 2005.2. US 6881045 B2, F03C 2/08, Apr. 19, 2005.

3. US 6604921 B1, F01C 1/10, Aug, 12, 2003 - прототип.3. US 6604921 B1, F01C 1/10, Aug, 12, 2003 - prototype.

Claims (4)

1. Статор винтовой героторной гидромашины, например двигателя для вращения ротора от насосной подачи текучей среды или насоса для подачи текучей среды за счет вращения ротора, содержащий наружную трубу с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми зубьями, закрепленную в наружной трубе обкладку, например, из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности наружной трубы, при этом обкладка выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в наружной трубе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь, отличающийся тем, что в наружной трубе максимальная толщина обкладки, например, из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты ее внутренних винтовых зубьев, при этом минимальная толщина стенки наружной трубы вдоль радиально направленных наружу впадин ее внутренней винтовой поверхности равна высоте внутренних винтовых зубьев в обкладке, например, из эластомера.1. The stator of a screw gerotor hydraulic machine, for example, a motor for rotating a rotor from a pump fluid supply or a pump for supplying a fluid by rotating the rotor, comprising an outer pipe with an inner surface made in the form of a helicoid, essentially with internal helical teeth, fixed in the outer pipe lining, for example, from an elastomer adjacent to the inner surface of the outer pipe, while the lining is made with internal helical teeth and coincides in shape with the internal helical teeth in pipe, and the thickness of the lining is maximum on the teeth radially directed inward, characterized in that in the outer pipe the maximum thickness of the lining, for example, from an elastomer along the valleys of its internal helical surface located at the maximum radial distance, is equal to half the height of its internal helical teeth the minimum wall thickness of the outer pipe along the radially outward troughs of its inner helical surface is equal to the height of the inner helical teeth in the lining, for example, of astomera. 2. Статор винтовой героторной гидромашины по п.1, отличающийся тем, что толщина Δвыс обкладки, например, из резины вдоль радиально направленных внутрь зубьев и толщина Δвп вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, связаны соотношением: Δвыс=(0,85…1,15)·Ф·Δвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…2. Gerotor stator screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the thickness Δ height of the electrode, such as rubber along the radially inwardly directed teeth and the thickness Δ sn depressions along its inner helical surface disposed at a maximum radial removal, are related by: Δ height = (0.85 ... 1.15) · Ф · Δ vp , where Ф is a constant equal to 1.618 ... 3. Статор винтовой героторной гидромашины по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки ΔRкор наружной трубы вдоль радиально направленных внутрь зубьев на ее внутренней винтовой поверхности и толщина стенки ΔRвп наружной трубы вдоль расположенных на максимальном радиальном удалении впадин ее внутренней винтовой поверхности связаны соотношением:
ΔRкор=(0,85…1,15)·Ф·ΔRвп, где Ф - постоянная, равная 1,618…
3. Gerotor stator screw hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the wall thickness ΔR armature outer tube along the radially inwardly directed teeth at its internal helical surface and the wall thickness of ΔR ch outer tube disposed along the maximum radial depressions removing its internal helical surface bound ratio:
Armature ΔR = (0.85 ... 1.15) · F · ΔR ch, where P - constant equal to 1,618 ...
4. Статор винтовой героторной гидромашины по п.1, отличающийся тем, что твердость обкладки с внутренними винтовыми зубьями, выполненной из резины, составляет 75±3 ед. Шор А. 4. The stator of a screw gerotor hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the hardness of the lining with internal helical teeth made of rubber is 75 ± 3 units. Shore A.
RU2005139097/03A 2005-12-14 2005-12-14 Stator of screw gerotor machine RU2373364C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005139097/03A RU2373364C2 (en) 2005-12-14 2005-12-14 Stator of screw gerotor machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005139097/03A RU2373364C2 (en) 2005-12-14 2005-12-14 Stator of screw gerotor machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005139097A RU2005139097A (en) 2007-06-27
RU2373364C2 true RU2373364C2 (en) 2009-11-20

Family

ID=38314941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005139097/03A RU2373364C2 (en) 2005-12-14 2005-12-14 Stator of screw gerotor machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373364C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652724C1 (en) * 2017-05-10 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gyratory hydraulic machine
RU2652725C1 (en) * 2017-05-10 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gyratory hydraulic machine
RU2669438C1 (en) * 2017-06-06 2018-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Hydraulic downhole motor
RU2688824C1 (en) * 2018-09-26 2019-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Hydraulic downhole motor
RU2689014C1 (en) * 2018-06-18 2019-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2745677C1 (en) * 2020-02-25 2021-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2834647C1 (en) * 2024-07-29 2025-02-11 Михаил Валерьевич Шардаков Screw hydraulic machine with elastomer-fabric stator teeth (versions)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652724C1 (en) * 2017-05-10 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gyratory hydraulic machine
RU2652725C1 (en) * 2017-05-10 2018-04-28 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gyratory hydraulic machine
RU2669438C1 (en) * 2017-06-06 2018-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Hydraulic downhole motor
RU2689014C1 (en) * 2018-06-18 2019-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2688824C1 (en) * 2018-09-26 2019-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Hydraulic downhole motor
RU2745677C1 (en) * 2020-02-25 2021-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2834647C1 (en) * 2024-07-29 2025-02-11 Михаил Валерьевич Шардаков Screw hydraulic machine with elastomer-fabric stator teeth (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005139097A (en) 2007-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2318135C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
US10450800B2 (en) Bearing/gearing section for a PDM rotor/stator
US7396220B2 (en) Progressing cavity stator including at least one cast longitudinal section
US9482223B2 (en) Apparatus and method for controlling or limiting rotor orbit in moving cavity motors and pumps
RU2602856C2 (en) Volume type engine with radially limited rotor engagement
RU2607833C2 (en) Downhole motors and pumps with asymmetric helical teeth
US9441627B2 (en) Lightweight and flexible rotors for positive displacement devices
RU2373364C2 (en) Stator of screw gerotor machine
RU2362880C1 (en) Stator of helical gerotor type hydraulic machine
RU2283442C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
US20060131079A1 (en) Composite motor stator
RU2689014C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2652725C1 (en) Stator of screw gyratory hydraulic machine
CA2881418C (en) Asymmetric lobes for motors and pumps
RU2315201C1 (en) Stator of screw gyrator hydraulic machine
RU2388894C1 (en) Screw gerotor machine
RU2710338C1 (en) Hydraulic downhole motor
RU2351730C1 (en) Screw downhole motor stator
RU2723595C1 (en) Stator of screw gerotor hydraulic machine
RU2669438C1 (en) Hydraulic downhole motor
US11421533B2 (en) Tapered stators in positive displacement motors remediating effects of rotor tilt
RU2304688C2 (en) Gerotor fluid drive or pump
RU2688824C1 (en) Hydraulic downhole motor
RU2327025C1 (en) Stator of screw-gerotor hydraulic machine
RU2652724C1 (en) Stator of screw gyratory hydraulic machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151215

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170216

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201215

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载