RU2669438C1

RU2669438C1 - Hydraulic downhole motor

Info

Publication number: RU2669438C1
Application number: RU2017119794A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Наилевич Хайруллин; Владимир Иванович Тимофеев; Александр Борисович Рыжов; Павел Андреевич Богданов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис"
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-10-11

Abstract

FIELD: engines and pumps; drilling of soil or rocks.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic downhole motors for rotary drilling arranged in wells. In the method, the engine comprises tubular body 1 with an inner surface made in the form of a helicoid with internal multi-thread helical teeth. At each edge 5, 7 of body 1, internal thread 6, 8 is formed. Elastomer cover 9 is attached to the inner surface of body 1. Cover 9 is made with internal multi-threaded helical teeth and coincides in shape with the internal multi-threaded helical teeth in body 1. In the middle part of body 1, there are three threaded holes that are equidistant in circumference in the cross section of body 1 and at a distance relative to each other along central longitudinal axis 31 of body 1 with the possibility of a symmetrical arrangement of each of the threaded holes with respect to the profile of the inner screw tooth in body 1.

EFFECT: invention is aimed at increasing the reliability and service life of the hydraulic downhole motor.

4 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине, в частности к гидравлическим забойным двигателям для бурения нефтяных скважин.The invention relates to hydraulic actuators for rotary drilling, placed in the well, in particular to hydraulic downhole motors for drilling oil 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, а также имеющую винтовые зубья, при этом упомянутый механизм содержит гибкий слой, выполненный из эластомера, имеющий равномерную толщину на внутренней поверхности корпуса (US 2005/0079083 А1, 14.04.2005).Known screw hydraulic mechanism used as a pump or engine, containing a stator housing and a rotor, the rotor has 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, and also having helical teeth wherein said mechanism comprises a flexible layer made of elastomer having uniform thickness on the inner surface of the housing (US 2005/0079083 A1, 04/14/2005).

В известном гидравлическом механизме гибкий слой из эластомера, имеющий равномерную толщину, подвергается деформации и изгибу при планетарно-роторной обкатке 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 of elastomer having a uniform thickness is subjected to deformation and bending during planetary-rotor run-in 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 in terms of contact pressure, shear strength, hardness ( elasticity) and thermal conductivity.

Температура внутри эластомерной обкладки может повышаться, например, до 60°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять до 0,05 мм на диаметр на каждые 10°С повышения температуры.The temperature inside the elastomeric lining can increase, for example, to 60 ° C, and the increase in interference in the working pair can be 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 helical 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, что приводит к ухудшению отвода внутреннего тепла из обкладки к потоку бурового раствора внутри корпуса, а также сквозь стенки корпуса к потоку бурового раствора в затрубном пространстве, образованию в центрах профиля эластомерной обкладки зон деструкции материала от воздействия градиента температуры и увеличению натяга в рабочей паре.The disadvantages of the known construction are explained by the incomplete possibility of optimizing the thickness of the plate from the elastomer along the protrusions and depressions of the helical teeth, which leads to a deterioration in the removal of internal heat from the plate to the drilling fluid flow inside the housing, as well as through the housing walls to the drilling fluid flow in the annulus, formation in the centers the profile of the elastomeric lining of the zones of destruction of the material from the effects of a temperature gradient and an increase in interference in the working pair.

В результате центр профиля становится менее гибким (хрупким и ломким), механические свойства эластомера, например, резины, на этих участках ухудшаются, при этом давление, действующее в камерах между ротором и статором, может превысить предел сдвиговой прочности эластомера, а вершины зубьев в обкладке могут деформироваться, растрескиваться и отрываться 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, deteriorate in these areas, 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 may deform, crack, and break away from 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 (US 6881045 А, 23.12.2004).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 plates fixed to the housing, the male plate 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 housing teeth (US 6,881,045 A, 23.12.2004).

Известный гидравлический механизм содержит гибкий слой из эластомера, имеющий равномерную толщину, 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 of elastomer having a uniform thickness, 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 undergo deformation and bending during planetary rotary rotation of the rotor inside the stator.

Недостатки известной конструкции объясняются неполной возможностью оптимизации толщины обкладки из эластомера вдоль выступов и впадин винтовых зубьев, что приводит к ухудшению отвода внутреннего тепла от обкладки из эластомера к потоку бурового раствора внутри корпуса, а также сквозь стенки корпуса к потоку бурового раствора в затрубном пространстве, образованию в центрах профиля эластомерной обкладки зон деструкции материала от воздействия градиента температуры и увеличению натяга в рабочей паре.The disadvantages of the known design are explained by the incomplete possibility of optimizing the thickness of the plate from the elastomer along the protrusions and depressions of the helical teeth, which leads to a deterioration in the removal of internal heat from the plate from the elastomer to the flow of the drilling fluid inside the housing, as well as through the walls of the body to the flow of the drilling fluid in the annulus, formation in the centers of the profile of the elastomeric lining of the zones of destruction of the material from the effects of a temperature gradient and an increase in interference in the working pair.

Недостатком известной конструкции является также низкая прочность корпуса статора и потеря его устойчивости при осевой нагрузке на долото и вследствие релаксации растягивающих напряжений от работы гидравлического яса в составе компоновки низа бурильной колонны (КНБК) в скважине, например, при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины, что объясняется тем, что он выполнен составным: из корпуса - гладкой трубы, охватываемой и охватывающей обкладок из эластомера, выполненных с внутренними винтовыми зубьями.A disadvantage of the known design is also the low strength of the stator housing and the loss of its stability under axial load on the bit and due to the relaxation of tensile stresses from the hydraulic jar as part of the layout of the bottom of the drill string (BHA) in the well, for example, when passing through the radius of the borehole, which due to the fact that it is made composite: from the body - a smooth pipe, covered and covering plates of elastomer, made with internal helical teeth.

Эластомерную охватываемую обкладку равномерной толщины выполняют из материала, например, Ultra-Flex 114, а дополнительную охватывающую обкладку с внутренней поверхностью в форме геликоида, с внутренними винтовыми многозаходными зубьями, выполняют из более твердого и прочного материала.An elastomeric male lining of uniform 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, with internal helical multiple teeth, is made of a harder and stronger material.

При этом известный статор при использовании его в винтовом забойном двигателе не обеспечивает существенных преимуществ, например, максимального темпа набора кривизны вследствие разрушения корпуса, например, при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины и бурении бокового ствола скважины с ударными нагрузками и ударными импульсами от работы гидравлического яса, а также вследствие релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор забойного двигателя.Moreover, the well-known stator when used in a downhole screw motor does not provide significant advantages, for example, the maximum rate of set of curvature due to the destruction of the body, for example, when passing through the radial intervals of the wellbore and drilling the side wellbore with shock loads and shock pulses from the operation of the hydraulic jar as well as due to the relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string in which the stator of the downhole motor is installed.

Недостатки известного статора объясняются также циклическим нагружением винтовых зубьев, выполненных из эластомеров разной сдвиговой прочности, твердости и теплопроводности, которые подвергаются деформации и изгибу при планетарно-роторной обкатке ротора внутри статора, что приводит к выделению тепла внутри материала зубьев, нарушению натяга в рабочей паре, растрескиванию, отслоению и вырывам кусков обкладки из эластомера, а также к расслоению между эластомерными обкладками.The disadvantages of the known stator are also explained by the cyclic loading of helical teeth made of elastomers of different shear strength, hardness and thermal conductivity, which are subjected to deformation and bending during planetary-rotor run-in of the rotor inside the stator, which leads to heat generation inside the tooth material, breaking tension in the working pair, cracking, peeling and tearing of pieces of the plate from the elastomer, as well as to delamination between the elastomeric plates.

При этом температура внутри эластомерной обкладки может повышаться, например, до 85°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять 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 inside the elastomeric lining can increase, for example, to 85 ° C, and the increase in interference in the working pair can be 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 , the moment of force on the output shaft in the maximum power mode and the permissible axial load when increasing the maximum pressure drop (inter-turn, on the stator teeth) in the maximum power mode.

Известен 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 (US 6604921 В1, 14.04.2005).Known stator for a downhole hydraulic motor, forming an outer pipe with an inner surface made of at least two internal helical teeth (or blades), a lining fixed in the housing, for example, from an elastomer, adjacent to the inner surface of the outer pipe, while the lining made with internal helical teeth (or blades), coincides in shape with internal helical teeth (or blades) in the outer tube, and the thickness of the lining is maximum on the teeth (or blades), radially inward (US 6,604,921 B1, 14.04.2005).

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 внутри обкладки из эластомера может повышаться, например, до 85°С, а увеличение натяга в рабочей паре может составлять 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 inside the elastomer plate may increase, for example, to 85 ° C, and the increase in interference in the working pair can be 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, moment of force 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 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-роторной обкатке ротора внутри статора, что приводит к повышенному градиенту температуры при выделении тепла внутри материала зубьев и нарушению натяга в рабочей паре, к ухудшению отвода внутреннего тепла из эластомерной обкладки к потоку бурового раствора внутри корпуса, а также сквозь стенки наружной трубы к буровому раствору в затрубном пространстве.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 internal helical surface and the minimum wall thickness of the outer tube with respect to the height of the teeth in the lining, as well as 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-rotor running of the rotor inside When the stator, which leads to an increased temperature gradient in the allocation of the heat inside the teeth and impaired tightness of the material in the working pair, deterioration discharge internal heat of an elastomer lining to the flow of drilling fluid within the housing, and through the outer wall of the pipe to the drilling fluid in the annulus.

Из-за внутреннего тепла, образуемого в центрах зубьев обкладки из эластомера, происходит вторичная полимеризация: молекулярная сшивка эластомера (резины), что приводит к деструкции материала, вследствие этого центр профиля обкладки становится негибким (хрупким и ломким), механические свойства эластомера на этих участках значительно ухудшаются, при этом давление, действующее в камерах между ротором и статором, может превысить предел сдвиговой прочности эластомера, вершины обкладки растрескиваются и деформируются, а обкладка отрывается от корпуса статора.Due to the internal heat generated in the centers of the teeth of the elastomer lining, secondary polymerization occurs: molecular crosslinking of the elastomer (rubber), which leads to degradation of the material, as a result, the center of the lining profile becomes inflexible (brittle and brittle), the mechanical properties of the elastomer in these areas significantly worsen, while the pressure acting in the chambers between the rotor and the stator can exceed the shear strength of the elastomer, the tops of the lining crack and deform, and the lining comes off from the stator housing.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является статор винтовой героторной гидромашины, содержащий наружную трубу с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними винтовыми зубьями, закрепленную в наружной трубе обкладку 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, в наружной трубе максимальная толщина обкладки из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты ее внутренних винтовых зубьев, а минимальная толщина стенки наружной трубы вдоль радиально направленных наружу впадин ее внутренней винтовой поверхности равна высоте внутренних винтовых зубьев в обкладке из эластомера (RU 2373364 С2, 20.11.2009).Closest to the claimed design is a stator of a screw gerotor hydraulic machine containing an outer tube with an inner surface made in the form of a helicoid with internal helical teeth, an elastomer lining fixed to the outer tube adjacent to the inner surface of the outer tube, while the lining is made with internal helical teeth and coincides in shape with the internal helical teeth in the outer tube, and the thickness of the lining is maximum on the teeth radially directed inward, outwardly the pipe, the maximum thickness of the lining of the elastomer along the cavities of its internal helical surface located at the maximum radial distance is equal to half the height of its internal helical teeth, and the minimum wall thickness of the external pipe along the radially outward hollows of its internal helical surface is equal to the height of the internal helical teeth in the lining of elastomer (RU 2373364 C2, 11.20.2009).

Основные преимущества известного статора с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall):The main advantages of the famous stator with a uniform thickness of the lining of elastomer (R-Wall):

- повышается нагрузочная способность статора, снижаются гистерезисные потери в обкладке, повышаются энергетические характеристики и тормозной момент двигательной секции, что исключает вероятность торможения двигателя при изменении нагрузки и повышает управляемость бурения;- increases the load capacity of the stator, hysteresis losses in the lining are reduced, energy characteristics and braking torque of the engine section are increased, which eliminates the likelihood of engine braking when the load changes and increases the controllability of drilling;

- снижается количество вырабатываемого и сохраняемого тепла, натяг в соединении ротор-обкладка статора меньше зависит от температуры и деструкции ("разбухания") эластомера, обеспечиваются высокие энергетические характеристики в увеличенном интервале глубины скважины, температуры и буровых растворов на нефтяной основе;- the amount of generated and stored heat is reduced, the interference in the stator rotor-lining connection is less dependent on the temperature and degradation ("swelling") of the elastomer, high energy characteristics are ensured in the extended interval of the well depth, temperature and oil-based drilling fluids;

- улучшенные энергетические характеристики двигателя позволяют эффективно использовать его с долотами PDC (Polycrystalline Diamond Compakt) с поликристаллическими алмазами;- improved energy characteristics of the engine allow its efficient use with PDC (Polycrystalline Diamond Compakt) bits with polycrystalline diamonds;

- за счет меньшей толщины эластомера при отрыве кусков обкладки не происходит закупорки промывочных отверстий долота, вследствие этого требуемый интервал скважины может быть добурен до конца, повышается наработка на отказ (Журнал "Бурение и нефть", 11/2014, стр. 56÷59).- due to the smaller thickness of the elastomer, when the pieces of the lining are torn off, the flushing holes of the bit are not clogged, as a result of which the required interval of the well can be completed to the end, the mean time between failures (Journal of Drilling and Oil, 11/2014, p. 56 ÷ 59) .

Недостатком известной конструкции является неполная возможность повышения надежности и ресурса статора винтовой героторной гидромашины при использовании в гидравлическом забойном двигателе для бурения нефтяных скважин вследствие негативного влияния погрешностей изготовления по кривизне и толщине обкладки из эластомера в статоре на работу двигателя, а вследствие этого - неполная возможность повышения усталостной выносливости, абразивной стойкости, упругости и герметичности уплотнения рабочей пары: ротор-обкладка из эластомера в статоре, преимущественно при изготовлении статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall) длиной 5000÷7000 мм.A disadvantage of the known design is the incomplete possibility of increasing the reliability and life of the stator of a screw gerotor hydraulic machine when used in a downhole hydraulic motor for drilling oil wells due to the negative effect of manufacturing errors in the curvature and thickness of the elastomer lining in the stator on the engine, and as a result, the incomplete possibility of increasing fatigue endurance, abrasion resistance, elasticity and tightness of the working pair seal: rotor lining of elastomer in s tator, mainly in the manufacture of stators with a uniform thickness of the plate of elastomer (R-Wall) with a length of 5000 ÷ 7000 mm

Неполная возможность увеличения надежности и ресурса объясняется возможностью появления дефектов в известной конструкции, в которой статор выполнен с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall): растрескивание, отслоение, а также вырывы кусков обкладки из эластомера (резины) по краям - во входной и выходной по потоку частях обкладки из эластомера в статоре, а также в местах минимальной толщины обкладки из эластомера в напряженных условиях работы: при наличии в рабочей паре между ротором и обкладкой трубчатого корпуса необходимого натяга контактное давление составляет 2,5÷3 МПа, скорость скольжения составляет 0,5÷2,5 м/с, гидростатическое давление может достигать 50 МПа, а момент силы на выходном валу в режиме максимальной мощности может достигать 30 кНм, причем в условиях высокой турбулентности бурового раствора, который имеет плотность до 1500 кг/м³, содержит до 2% песка и до 5% нефтепродуктов, что приводит к прекращению циркуляции, при этом основная причина отказа в компоновке низа бурильной колонны, в которой установлена двигательная секция со шпинделем и долотом - "резина в долоте".The incomplete possibility of increasing reliability and resource is explained by the possibility of defects in a known design in which the stator is made with a uniform thickness of the lining of the elastomer (R-Wall): cracking, peeling, as well as tearing pieces of the lining of the elastomer (rubber) at the edges in the inlet and downstream parts of the elastomer lining in the stator, as well as in places of the minimum thickness of the elastomer lining under stressful working conditions: if the working pair between the rotor and the lining of the tubular body is necessary contact pressure is 2.5–3 MPa, sliding speed is 0.5–2.5 m / s, hydrostatic pressure can reach 50 MPa, and the moment of force on the output shaft in maximum power mode can reach 30 kNm, and under conditions high turbulence of the drilling fluid, which has a density of up to 1500 kg / m ³ , contains up to 2% of sand and up to 5% of oil products, which leads to the cessation of circulation, with the main reason for the failure of the layout of the bottom of the drill string, in which there is a motor section with a spindle and chisel - "rubber in the chisel. "

Для обкладки статора допустимое отклонение от прямолинейности составляет, например, 0,15÷0,25 мм на 1000 мм длины обкладки статора, при отклонении от прямолинейности оси обкладки статора, например, более 0,55 мм на 1000 мм длины обкладки или при отклонении от прямолинейности оси обкладки статора более 3,85 мм на длине обкладки статора, равной 5600 мм, двигатель в скважине не запускается или не развивает момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности.For the stator lining, the permissible deviation from straightness is, for example, 0.15 ÷ 0.25 mm per 1000 mm of the length of the stator lining, when deviating from the straightness of the axis of the stator lining, for example, more than 0.55 mm per 1000 mm of the lining length or when deviating from the straightness of the axis of the stator plate is more than 3.85 mm on the length of the stator plate equal to 5600 mm, the engine in the well does not start or does not develop a torque on the output shaft in maximum power mode.

Развитию упомянутых дефектов способствуют высокие рабочие перепады давления, внутреннее выделение тепла в материале эластомера - обкладки статора, торможение рабочей пары при работе, высокий натяг в рабочей паре.The development of the mentioned defects is facilitated by high working pressure drops, internal heat generation in the elastomer material - stator linings, braking of the working pair during operation, high tightness in the working pair.

Увеличение длины секции рабочих пар позволяет значительно снизить уровень контактных нагрузок в зацеплении рабочей пары и предотвратить преждевременное разрушение обкладки из эластомера по краям и местах минимальной толщины обкладки изогнутого статора, по существу, в местах максимального прогиба под действие силы тяжести сердечника пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья, длиной 5000÷7000 мм.An increase in the length of the working pair section allows one to significantly reduce the level of contact loads in the engagement of the working pair and to prevent premature destruction of the elastomer plate at the edges and places of the minimum thickness of the curved stator lining, essentially at the places of maximum deflection under the action of gravity of the core of the mold having multiple helical teeth, length 5000 ÷ 7000 mm.

Одновременно повышаются энергетические характеристики двигателя, надежность и ресурс. Однако увеличение длины рабочих пар ротор-статор ухудшает проходимость компоновки низа бурильной колонны при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины при бурении боковых стволов.At the same time, the energy characteristics of the engine, reliability and resource are increased. However, the increase in the length of the working pairs of the rotor-stator worsens the permeability of the layout of the bottom of the drill string when passing through the radial intervals of the wellbore while drilling sidetracks.

Вследствие особенности работы героторных механизмов винтовых гидромашин, по краям обкладки из эластомера вырабатывается и сохраняется дополнительное количество внутреннего тепла внутри зубьев обкладки статора из эластомера от воздействия перекашивающих моментов, действующих по краям ротора, при планетарно-роторной обкатке ротора внутри зубьев обкладки статора.Due to the peculiarities of the operation of the gerotor mechanisms of screw hydraulic machines, an additional amount of internal heat is generated and stored along the edges of the elastomer lining from the elastomer stator lining teeth from the action of distortion moments acting along the rotor edges during rotor planetary-rotor running inside the stator lining teeth.

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 растрескиваются, деформируются и отрываются от корпуса, при этом снижается возможность повышения максимальной мощности, момента силы на выходном валу в режиме максимальной мощности и усталостной выносливости (ресурса) обкладки из эластомера - не менее 100 тысяч циклов.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 tips of the teeth the plate cracks, deforms and breaks away from the body, while reducing the possibility of increasing the maximum power, the torque on the output shaft in the mode of maximum power and fatigue endurance (resource) of the plate of the elastomer - not less than 100 thousand cycles.

Вследствие этого не обеспечиваются свойства эластомера в конструкции, например, усталостной выносливости при знакопеременном изгибе с вращением (ГОСТ 10952-75), остаточной деформации и усталостной выносливости при многократном сжатии (ГОСТ 20418-75), температурного предела хрупкости (ГОСТ 7912-74), истирания при скольжении (ГОСТ 426-77).As a result of this, the properties of the elastomer in the structure are not ensured, for example, fatigue endurance during alternating bending with rotation (GOST 10952-75), permanent deformation and fatigue endurance during repeated compression (GOST 20418-75), temperature limit of brittleness (GOST 7912-74), sliding abrasion (GOST 426-77).

Другим недостатком известной конструкции является неполная возможность увеличения надежности и ресурса за счет обеспечения равнопрочных и герметичных резьбовых соединений трубчатого корпуса статора с переводником и/или переходником в условиях интенсивного трения и вращения в стволе скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлического яса, с ударными нагрузками и ударными импульсами от яса, а также при релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен статор винтовой героторной гидромашины.Another disadvantage of the known design is the incomplete possibility of increasing reliability and resource by providing equal strength and tight threaded connections of the stator tubular body with the sub and / or adapter under conditions of intense friction and rotation in the wellbore, using a hydraulic jar in the drill pipe string, with shock loads and shock pulses from the jar, as well as during relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string, in which a stator screw gerotor is installed hydromachines.

Упомянутый недостаток известной конструкции объясняется повышенной жесткостью трубчатого корпуса при использовании его в гидравлическом забойном двигателе, по существу, большим значением коэффициента напряжения при изгибе (Stress ratio, отношение изменяющейся амплитуды напряжения к среднему напряжению) в местах стыка резьбовых соединений трубчатого корпуса с переводником и/или переходником, равным 7÷9, а также большой вероятностью образования трещин на резьбах и поломки резьбовых соединений трубчатого корпуса при использовании в горизонтальных управляемых компоновках низа бурильной колонны, в интервалах изменения кривизны наклонной скважины, преимущественно в режиме максимальной мощности.The mentioned drawback of the known construction is explained by the increased stiffness of the tubular body when used in a downhole hydraulic motor, essentially by a large value of the bending stress coefficient (Stress ratio, the ratio of the changing voltage amplitude to the average voltage) at the junction of the threaded joints of the tubular body with an adapter and / or adapter equal to 7 ÷ 9, as well as a high probability of cracking on the threads and breakage of the threaded joints of the tubular body when used in horizontal total controlled layout of the bottom of the drill string, in the intervals of changing the curvature of an inclined well, mainly in the maximum power mode.

Вследствие повышенной жесткости трубчатого корпуса не полностью обеспечивается возможность повышения точности проходки наклонных и горизонтальных скважин, повышения темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшения проходимости, т.е. уменьшения сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны за счет изгиба трубчатого корпуса забойного двигателя при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины.Due to the increased rigidity of the tubular body, the possibility of increasing the accuracy of drilling of deviated and horizontal wells, increasing the rate of a set of parameters of well curvature, as well as improving patency, i.e. reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string due to the bending of the tubular body of the downhole motor when passing through the radius of the borehole.

Технический результат, который обеспечивается изобретением, заключается в повышении надежности и ресурса гидравлического забойного двигателя, в котором трубчатый корпус выполнен с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), путем устранения негативного влияния погрешностей изготовления по кривизне и толщине обкладки из эластомера в корпусе на работу двигателя, за счет выполнения в средней части трубчатого корпуса трех резьбовых отверстий, равнорасположенных по окружности в поперечном сечении трубчатого корпуса и на расстоянии друг относительно друга вдоль центральной продольной оси трубчатого корпуса с возможностью симметричного расположения каждого из резьбовых отверстий относительно профиля внутреннего винтового зуба в трубчатом корпусе, по существу, за счет центрирования сердечника пресс-формы упорными винтами в упомянутых резьбовых отверстиях в винтовых зубьях трубчатого корпуса при изготовлении обкладки из эластомера.The technical result, which is provided by the invention, is to increase the reliability and service life of the hydraulic downhole motor, in which the tubular body is made with a uniform thickness of the lining of the elastomer (R-Wall), by eliminating the negative impact of manufacturing errors on the curvature and thickness of the lining of the elastomer in the housing on engine operation, due to the execution in the middle part of the tubular body of three threaded holes equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body and at distances and relative to each other along the central longitudinal axis of the tubular body with the possibility of a symmetrical arrangement of each of the threaded holes relative to the profile of the internal helical tooth in the tubular body, essentially due to the centering of the core of the mold thrust screws in the aforementioned threaded holes in the helical teeth of the tubular body in the manufacture plates made of elastomer.

Другой технический результат, который обеспечивается изобретением, заключается в повышении точности проходки наклонных и горизонтальных интервалов скважин, в повышении темпа набора параметров кривизны скважин, а также в улучшении проходимости, т.е. в уменьшении сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при использовании в гидравлическом забойном двигателе за счет уменьшения жесткости трубчатого корпуса - выполнения стенки корпуса во входной, выходной и в средней части корпуса поясов пониженной жесткости, характеризующихся уменьшенной толщиной, с возможностью изгиба корпуса при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины.Another technical result that is provided by the invention is to increase the accuracy of the drilling of deviated and horizontal intervals of the wells, to increase the rate of the set of parameters of the curvature of the wells, as well as to improve the throughput, i.e. in reducing the resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when used in a hydraulic downhole motor by reducing the stiffness of the tubular body - making the body wall in the input, output and middle parts of the body of belts of reduced stiffness, characterized by a reduced thickness, with the possibility of bending the body when passing through Radial intervals of the wellbore.

Сущность технического решения заключается в том, что гидравлический забойный двигатель, содержащий трубчатый корпус с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними многозаходными винтовыми зубьями, на каждом краю трубчатого корпуса выполнена внутренняя резьба, а также содержащий закрепленную в трубчатом корпусе обкладку из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности трубчатого корпуса, обкладка из эластомера выполнена с внутренними многозаходными винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними многозаходными винтовыми зубьями в трубчатом корпусе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь, при этом в трубчатом корпусе максимальная толщина обкладки из эластомера вдоль впадин ее внутренней винтовой поверхности, расположенных на максимальном радиальном удалении, равна половине высоты ее внутренних винтовых зубьев, а минимальная толщина стенки трубчатого корпуса вдоль радиально направленных наружу впадин ее внутренней винтовой поверхности равна высоте внутренних многозаходных винтовых зубьев в обкладке из эластомера, согласно изобретению содержит в средней части трубчатого корпуса три резьбовые отверстия, равнорасположенные по окружности в поперечном сечении трубчатого корпуса и на расстоянии друг относительно друга вдоль центральной продольной оси трубчатого корпуса с возможностью симметричного расположения каждого из резьбовых отверстий относительно профиля внутреннего винтового зуба в трубчатом корпусе.The essence of the technical solution lies in the fact that the hydraulic downhole motor, comprising a tubular casing with an internal surface made in the form of a helicoid with internal multi-helical teeth, has an internal thread on each edge of the tubular casing, as well as an adjacent elastomer lining attached to the tubular casing to the inner surface of the tubular body, the elastomer lining is made with internal multi-helical teeth and coincides in shape with the internal with helical teeth in the tubular housing, and the thickness of the lining is maximum on the teeth radially directed inward, while in the tubular housing the maximum thickness of the lining of 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, and the minimum wall thickness of the tubular body along the radially outward troughs of its inner screw surface is equal to the height of the internal multi-screw screw The lining in the elastomer cover according to the invention comprises three threaded holes in the middle part of the tubular body, equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body and spaced apart relative to each other along the central longitudinal axis of the tubular body with the possibility of symmetrical arrangement of each of the threaded holes relative to the profile of the internal screw tooth in a tubular body.

Резьбовые отверстия в средней части трубчатого корпуса выполнены с возможностью размещения в них упорных винтов для обеспечения центрирования их торцами сердечника пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья, при изготовлении обкладки из эластомера, при этом в средней части трубчатый корпус содержит два пояса пониженной жесткости, расположенных симметрично относительно трех равнорасположенных по окружности резьбовых отверстий, характеризующихся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, первый пояс пониженной жесткости расположен между краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса, направленных против потока, и ближним к нему резьбовым отверстием, а второй пояс пониженной жесткости расположен между краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса, направленных по потоку, и ближним к нему резьбовым отверстием, при этом отношение уменьшенной толщины стенок трубчатого корпуса к наружному диаметру трубчатого корпуса составляет 0,035÷0,055.The threaded holes in the middle part of the tubular body are made with the possibility of placing thrust screws in them to ensure that the ends of the core of the mold having multi-helical teeth are centered in the manufacture of the lining of the elastomer, while in the middle part of the tubular body contains two belts of reduced stiffness located symmetrically with respect to three threaded holes equally spaced around the circumference, characterized by a reduced thickness of the tubular body wall, the first belt is lower of real rigidity is located between the edge of the internal helical teeth of the tubular body directed against the flow and the threaded hole closest to it, and the second belt of reduced rigidity is located between the edge of the internal helical teeth of the tubular housing directed downstream and the threaded hole closest to it, while the ratio the reduced wall thickness of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0,035 ÷ 0,055.

Гидравлический забойный двигатель содержит во входной части трубчатого корпуса пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между ближним краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса и полным последним витком внутренней резьбы, а в выходной части трубчатого корпуса содержит пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между ближним краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса и полным последним витком внутренней резьбы, при этом отношение уменьшенной толщины стенки трубчатого корпуса во входной и выходной частях трубчатого корпуса к наружному диаметру трубчатого корпуса составляет 0,065÷0,095.The downhole hydraulic motor comprises a belt of reduced stiffness in the inlet part of the tubular body, characterized by a reduced thickness of the tubular body wall located between the proximal edge of the internal helical teeth of the tubular body and the entire last turn of the internal thread, and in the outlet part of the tubular body contains a belt of reduced stiffness, characterized by the walls of the tubular body with a reduced thickness located between the proximal edge of the internal helical teeth of the tubular housing and complete the last turn of the internal thread, wherein the ratio of reduced wall thickness of the tubular body in the inlet and outlet parts of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0.065 ÷ 0.095.

Резьбовые отверстия в средней части трубчатого корпуса выполнены с возможностью размещения в них резьбовых пробок для обеспечения герметизации эластомера при вулканизации обкладки из эластомера в пресс-форме.The threaded holes in the middle part of the tubular body are arranged to accommodate threaded plugs in them to ensure sealing of the elastomer during vulcanization of the lining of the elastomer in the mold.

Выполнение гидравлического забойного двигателя таким образом, что он содержит в средней части трубчатого корпуса три резьбовые отверстия, равнорасположенные по окружности в поперечном сечении трубчатого корпуса и на расстоянии друг относительно друга вдоль центральной продольной оси трубчатого корпуса с возможностью симметричного расположения каждого из резьбовых отверстий относительно профиля внутреннего винтового зуба в трубчатом корпусе, при этом резьбовые отверстия в средней части трубчатого корпуса выполнены с возможностью размещения в них резьбовых пробок для обеспечения герметизации эластомера при вулканизации обкладки из эластомера в пресс-форме, обеспечивает повышение надежности и ресурса гидравлического забойного двигателя для бурения нефтяных скважин, в котором трубчатый корпус выполнен с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), путем устранения негативного влияния погрешностей изготовления по кривизне и толщине обкладки из эластомера в корпусе на работу двигателя, а также обеспечивает повышение усталостной выносливости, абразивной стойкости, упругости и герметичности уплотнения рабочей пары: ротор-обкладка из эластомера в корпусе за счет возможности центрирования сердечника пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья (длиной 5500÷7000 мм), обеспечивает возможность центрирования винтового сердечника пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья, при изготовлении методом литья под давлением обкладки из эластомера за счет собственного внутреннего давления эластомера, создаваемого при формообразовании в пресс-форме.The execution of the hydraulic downhole motor so that it contains three threaded holes in the middle of the tubular body, equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body and at a distance relative to each other along the central longitudinal axis of the tubular body with the possibility of a symmetrical arrangement of each of the threaded holes relative to the inner profile a helical tooth in a tubular body, while the threaded holes in the middle part of the tubular body are made with the possibility placement of threaded plugs in them to ensure sealing of the elastomer during vulcanization of the plate from the elastomer in the mold, improves the reliability and service life of the hydraulic downhole motor for drilling oil wells, in which the tubular body is made with a uniform thickness of the lining of the elastomer (R-Wall), by elimination of the negative impact of manufacturing errors on the curvature and thickness of the elastomer plate in the housing on the operation of the engine, and also provides increased fatigue endurance, abrasive with resistance, elasticity and tightness of the working pair seal: the rotor lining of the elastomer in the housing due to the possibility of centering the core of the mold having multi-helical teeth (length 5500 ÷ 7000 mm), provides the ability to center the helical core of the mold having multi-helical teeth , in the manufacture by injection molding of an elastomer cover due to the intrinsic internal pressure of the elastomer created by molding in the mold.

Выполнение гидравлического забойного двигателя таким образом, что трубчатый корпус двигателя содержит два пояса пониженной жесткости, расположенных симметрично относительно трех равнорасположенных по окружности резьбовых отверстий, характеризующихся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, первый пояс пониженной жесткости расположен между краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса, направленных против потока, и ближним к нему резьбовым отверстием, а второй пояс пониженной жесткости расположен между краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса, направленных по потоку, и ближним к нему резьбовым отверстием, при этом отношение уменьшенной толщины стенок трубчатого корпуса к наружному диаметру трубчатого корпуса составляет 0,035÷0,055, обеспечивает повышение точности проходки наклонных и горизонтальных интервалов скважин, повышение темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшение сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны при использовании в гидравлическом забойном двигателе за счет уменьшения жесткости трубчатого корпуса с возможностью его изгиба при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины.The execution of the hydraulic downhole motor in such a way that the tubular motor housing contains two belts of reduced stiffness, symmetrically relative to three threaded holes equally spaced around the circumference, characterized by the execution of the wall of the tubular housing with reduced thickness, the first belt of reduced rigidity is located between the edge of the internal helical teeth of the tubular housing, opposite flow, and a threaded hole proximal to it, and a second belt of reduced stiffness is located between by a paradise of internal helical teeth of the tubular body directed downstream and a threaded hole proximal to it, while the ratio of the reduced wall thickness of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0.035 ÷ 0.055, improves the accuracy of penetration of inclined and horizontal intervals of wells, increases the rate of a set of parameters well curvature, as well as improved patency, i.e. reduction of resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string when used in a downhole hydraulic motor by reducing the rigidity of the tubular body with the possibility of bending when passing through the radius of the borehole.

Выполнение гидравлического забойного двигателя таким образом, что он содержит во входной части трубчатого корпуса пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между ближним краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса и полным последним витком внутренней резьбы, а в выходной части трубчатого корпуса содержит пояс пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки трубчатого корпуса уменьшенной толщиной, расположенным между ближним краем внутренних винтовых зубьев трубчатого корпуса и полным последним витком внутренней резьбы, при этом отношение уменьшенной толщины стенки трубчатого корпуса во входной и выходной частях трубчатого корпуса к наружному диаметру трубчатого корпуса составляет 0,065÷0,095, повышает надежность и ресурс за счет обеспечения равнопрочных и герметичных резьбовых соединений трубчатого корпуса с переводником и/или переходником в условиях интенсивного трения и вращения в стволе скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлического яса, с ударными нагрузками и ударными импульсами от яса, а также при релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен гидравлический забойный двигатель.The implementation of the hydraulic downhole motor in such a way that it contains a belt of reduced stiffness in the inlet part of the tubular body, characterized by the execution of the wall of the tubular body with a reduced thickness located between the proximal edge of the internal helical teeth of the tubular body and the entire last turn of the internal thread, and contains a belt of reduced stiffness, characterized by the execution of the wall of the tubular body with a reduced thickness located between the proximal edge inside the last helical teeth of the tubular body and the complete last turn of the internal thread, while the ratio of the reduced wall thickness of the tubular body in the input and output parts of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0.065 ÷ 0.095, increases reliability and service life by providing equal strength and tight tubular threaded connections housing with an adapter and / or adapter under conditions of intense friction and rotation in the wellbore, using a hydraulic jar in the drill pipe string, with under load and shock pulses from the jar, as well as during relaxation of tensile stresses in a curved drill pipe string in which a hydraulic downhole motor is installed.

Ниже представлен лучший вариант гидравлического забойного двигателя ДРУ2-172 PC для бурения нефтяных скважин, в котором трубчатый корпус выполнен с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall).Below is the best version of the DRU2-172 PC hydraulic downhole motor for oil drilling, in which the tubular body is made with a uniform thickness of the lining of the elastomer (R-Wall).

На фиг. 1 показан продольный разрез корпуса гидравлического забойного двигателя с внутренними винтовыми многозаходными зубьями и установленный внутри корпуса сердечник пресс-формы, имеющий наружные винтовые многозаходные зубья.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a casing of a hydraulic downhole motor with internal helical multiple teeth and a core of a mold installed inside the housing having external multi-helical teeth.

На фиг. 2 показан элемент А на фиг. 1 корпуса двигателя с внутренними винтовыми многозаходными зубьями и установленный внутри корпуса сердечник пресс-формы, имеющий наружные винтовые многозаходные зубья.In FIG. 2 shows element A in FIG. 1 of the engine casing with internal helical multi-teeth, and a mold core mounted inside the housing, having external multi-helical teeth.

На фиг. 3 показан разрез Б-Б на фиг. 2 поперек корпуса двигателя с внутренними винтовыми многозаходными зубьями и установленный внутри корпуса сердечник пресс-формы, имеющий наружные винтовые многозаходные зубья, а также первое резьбовое отверстие с упорным винтом.In FIG. 3 shows a section BB in FIG. 2 across the engine housing with internal helical multi-start teeth and a mold core installed inside the body, having external multi-start helical teeth, and also a first threaded hole with a stop screw.

На фиг. 4 показан разрез В-В на фиг. 2 поперек корпуса двигателя с внутренними винтовыми многозаходными зубьями и установленный внутри корпуса сердечник пресс-формы, имеющий наружные винтовые многозаходные зубья, а также второе резьбовое отверстие с упорным винтом.In FIG. 4 shows a section BB in FIG. 2 across the engine housing with internal helical multi-start teeth and a mold core installed inside the body, having external multi-start helical teeth, and also a second threaded hole with a stop screw.

На фиг. 5 показан разрез Г-Г на фиг. 2 поперек корпуса двигателя с внутренними винтовыми многозаходными зубьями и установленный внутри корпуса сердечник пресс-формы, имеющий наружные винтовые многозаходные зубья, а также третье резьбовое отверстие с упорным винтом.In FIG. 5 shows a section GG in FIG. 2 across the engine housing with internal helical multi-start teeth and a mold core installed inside the body, having external multi-start helical teeth, and also a third threaded hole with a stop screw.

На фиг. 6 показан продольный разрез двигательной секции, включающей ротор, установленный внутри корпуса гидравлического забойного двигателя с обкладкой из эластомера.In FIG. Figure 6 shows a longitudinal section through a motor section including a rotor mounted inside a casing of a hydraulic downhole motor with an elastomer lining.

На фиг. 7 показан разрез Д-Д на фиг. 6 поперек двигательной секции, включающей входной демпфер обкладки из эластомера и ротор.In FIG. 7 shows a section DD in FIG. 6 across the engine section, including the inlet damper of the elastomer plate and the rotor.

На фиг. 8 показан разрез Е-Е на фиг. 6 поперек двигательной секции, включающей корпус с обкладкой из эластомера и ротор.In FIG. 8 shows a section EE in FIG. 6 across the engine section, comprising a housing with an elastomer lining and a rotor.

На фиг. 9 показан разрез Ж-Ж на фиг. 6 поперек двигательной секции, включающей корпус с обкладкой из эластомера и ротор, а также второй резьбовой пробкой.In FIG. 9 shows a section through FJ in FIG. 6 across the engine section, comprising a housing with an elastomer lining and a rotor, as well as a second threaded plug.

На фиг. 10 показан разрез И-И на фиг. 6 поперек двигательной секции, включающей корпус с обкладкой из эластомера и ротор, а также третьей резьбовой пробкой.In FIG. 10 shows a sectional view of II in FIG. 6 across the engine section, comprising a housing with an elastomer lining and a rotor, as well as a third screw plug.

На фиг. 11 показан разрез К-К на фиг. 6 поперек двигательной секции, включающей выходной демпфер обкладки из эластомера и ротор.In FIG. 11 shows a section KK in FIG. 6 across the engine section, including the output damper plates of the elastomer and the rotor.

Гидравлический забойный двигатель содержит трубчатый корпус 1 с внутренней поверхностью 2, выполненной в форме геликоида, по существу, с внутренними винтовыми зубьями 3, на входном по потоку текучей среды 4 краю 5 трубчатого корпуса 1 выполнена внутренняя коническая трубная резьба 6, например, РКТ154×6,35×1:9,6 СТП 001-2007, на выходном по потоку текучей среды 4 краю 7 трубчатого корпуса 1 выполнена внутренняя коническая трубная резьба 8, например, РКТ154×6,35×1:9,6 СТП 001-2007, а также содержит закрепленную в трубчатом корпусе 1 обкладку 9, например, из резины ИРП-1226-5, прилегающую к внутренней поверхности 2 трубчатого корпуса 1, при этом обкладка 9 из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями 10 и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями 3 в трубчатом корпусе 1, а толщина 11 обкладки 9 является максимальной на ее зубьях 10, радиально направленных внутрь, по сравнению с толщиной 12 впадин 13 вдоль внутренней винтовой поверхности 14 упомянутой обкладки 9, изображено на фиг. 1, 6, 8, 9.The downhole hydraulic motor comprises a tubular body 1 with an internal surface 2 made in the form of a helicoid, essentially with internal helical teeth 3, an internal conical pipe thread 6, for example, PKT154 × 6, is made on the upstream fluid 4 edge 5 of the tubular body 1 , 35 × 1: 9.6 STP 001-2007, at the outlet of the fluid flow 4 the edge 7 of the tubular body 1 is made of an internal conical pipe thread 8, for example, PKT154 × 6.35 × 1: 9.6 STP 001-2007, and also contains a lining 9 fixed in a tubular casing 1, for example, from rubber ИРП -1226-5, adjacent to the inner surface 2 of the tubular body 1, while the lining 9 of the elastomer is made with internal helical teeth 10 and coincides in shape with the internal helical teeth 3 in the tubular housing 1, and the thickness 11 of the lining 9 is maximum on its teeth 10, radially directed inward, compared with the thickness 12 of the depressions 13 along the inner helical surface 14 of said plate 9, is shown in FIG. 1, 6, 8, 9.

В трубчатом корпусе 1 максимальная толщина 12 обкладки 9 из эластомера вдоль впадин 13 ее внутренней винтовой поверхности 14, расположенных на максимальном радиальном удалении 15, равна половине высоты 16 ее внутренних винтовых зубьев 10, при этом минимальная толщина 17 стенки трубчатого корпуса 1 вдоль радиально направленных наружу впадин 18 ее внутренней винтовой поверхности 2 равна высоте 16 внутренних винтовых зубьев 10 в обкладке 9 из эластомера, изображено на фиг. 1, 6, 8, 9.In the tubular casing 1, the maximum thickness 12 of the plate 9 of elastomer along the troughs 13 of its inner helical surface 14 located at a maximum radial distance of 15 is equal to half the height 16 of its inner helical teeth 10, while the minimum thickness 17 of the wall of the tubular casing 1 is along the radially outward the depressions 18 of its internal helical surface 2 are equal to the height 16 of the internal helical teeth 10 in the lining 9 of elastomer, shown in FIG. 1, 6, 8, 9.

Трубчатый корпус 1 содержит в средней части 19 три резьбовые отверстия 20, 21, и 22, равнорасположенные по окружности в поперечном сечении трубчатого корпуса 1, а в резьбовых отверстиях 20, 21, и 22 размещены упорные винты, соответственно 23, 24 и 25 с возможностью центрирования торцами, соответственно 26, 27 и 28 упорных винтов 23, 24 и 25 сердечника 29 пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья 30, при изготовлении обкладки 9, например, из резины ИРП-1226-5, в пресс-форме, изображено на фиг. 1-5.The tubular body 1 contains in the middle part 19 three threaded holes 20, 21, and 22 equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body 1, and threaded holes 23, 24 and 25 are respectively arranged in the threaded holes 20, 21 and 25, respectively centering the ends, respectively 26, 27 and 28 of the thrust screws 23, 24 and 25 of the core 29 of the mold having multi-helical teeth 30, in the manufacture of the lining 9, for example, of rubber IRP-1226-5, in the mold is shown in FIG. 1-5.

Резьбовые отверстия 20, 21, и 22 расположены друг относительно друга вдоль центральной продольной оси 31 трубчатого корпуса 1 на расстоянии 32, L с возможностью симметричного расположения каждого из резьбовых отверстий 20, 21, и 22 относительно профиля внутреннего винтового зуба, соответственно 33, 34 и 35 в трубчатом корпусе 1, при этом 32, L - расстояние между резьбовыми отверстиями 20, 21, и 22 во внутренних винтовых многозаходных зубьях, соответственно 33, 34 и 35 трубчатого корпуса 1 вдоль его центральной продольной оси 31, поз. 36 - ход винтовой линии внутренних винтовых многозаходных зубьев, соответственно 33, 34 и 35 трубчатого корпуса 1, а поз. 37 - наружный диаметр трубчатого корпуса 1, изображено на фиг. 1, 6.The threaded holes 20, 21, and 22 are located relative to each other along the central longitudinal axis 31 of the tubular body 1 at a distance of 32, L with the possibility of a symmetrical arrangement of each of the threaded holes 20, 21, and 22 relative to the profile of the internal helical tooth, respectively 33, 34 and 35 in the tubular body 1, while 32, L is the distance between the threaded holes 20, 21, and 22 in the internal multi-tooth helical teeth, respectively 33, 34 and 35 of the tubular body 1 along its central longitudinal axis 31, pos. 36 - the helix of the internal helical multi-teeth, respectively 33, 34 and 35 of the tubular body 1, and pos. 37 is the outer diameter of the tubular body 1, shown in FIG. 16.

При этом 36, Р, мм - ход винтовой линии внутренних винтовых многозаходных зубьев, соответственно 33, 34 и 35 трубчатого корпуса 1 равен расстоянию по сосной поверхности между двумя положениями точки, образующей линию винтового зуба, соответственно 33, 34 и 35, соответствующими ее полному обороту вокруг оси зубчатого колеса или вокруг центральной продольной оси 31 трубчатого корпуса 1, показано в ГОСТ 16530-83, стр. 17, изображено на фиг. 1, 6.In this case, 36, P, mm is the helical stroke of the internal helical multi-teeth, respectively 33, 34 and 35 of the tubular body 1 is equal to the distance along the pine surface between the two positions of the point forming the line of the helical tooth, respectively 33, 34 and 35, corresponding to its full a revolution around the axis of the gear wheel or around the central longitudinal axis 31 of the tubular body 1, shown in GOST 16530-83, page 17, shown in FIG. 16.

Трубчатый корпус 1 в средней части 19 содержит два пояса 38 и 39 пониженной жесткости, расположенных симметрично вдоль центральной продольной оси 31 трубчатого корпуса 1 относительно трех равнорасположенных по окружности резьбовых отверстий, соответственно 20, 21, 22, характеризующихся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной, первый пояс 38 пониженной жесткости расположен между краем 41 внутренних винтовых зубьев 3 трубчатого корпуса 1, направленных против потока 4, и ближним к нему резьбовым отверстием 20, а второй пояс 39 пониженной жесткости расположен между краем 42 внутренних винтовых зубьев 3 трубчатого корпуса 1, направленных по потоку 4, и ближним к нему резьбовым отверстием 22, при этом отношение уменьшенной толщины 43, 44 стенки 40 трубчатого корпуса 1 к наружному диаметру 37 трубчатого корпуса 1 составляет 0,035÷0,055, изображено на фиг. 1-5.The tubular body 1 in the middle part 19 contains two belts 38 and 39 of reduced stiffness, located symmetrically along the central longitudinal axis 31 of the tubular body 1 with respect to three threaded holes equally spaced around the circumference, 20, 21, 22, respectively, characterized by a reduced wall thickness 40 of the tubular body 1 , the first belt 38 of reduced stiffness is located between the edge 41 of the internal helical teeth 3 of the tubular body 1, directed against the flow 4, and the threaded hole 20 closest to it, and the second belt 39 the stiffness of the stiffness is located between the edge 42 of the internal helical teeth 3 of the tubular body 1, directed downstream 4, and the threaded hole 22 closest to it, while the ratio of the reduced thickness 43, 44 of the wall 40 of the tubular body 1 to the outer diameter 37 of the tubular body 1 is 0.035 ÷ 0.055, depicted in FIG. 1-5.

Трубчатый корпус 1 содержит во входной по потоку текучей среды 4 части 5 трубчатого корпуса 1 пояс 45 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной 46, расположенным между ближним краем 41 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 трубчатого корпуса 1 и полным последним витком 47 внутренней резьбы 6, а в выходной части 7 трубчатого корпуса 1 содержит пояс 48 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной 49, расположенным между ближним краем 42 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 трубчатого корпуса 1 и полным последним витком 50 внутренней резьбы 8, изображено на фиг. 1, 2, 6.The tubular casing 1 comprises, in the inlet flow of the fluid 4 parts 5 of the tubular casing 1, a belt of reduced stiffness 45, characterized by the execution of the wall 40 of the tubular casing 1 with a reduced thickness 46, located between the proximal edge 41 of the internal multi-tooth helical teeth 3 of the tubular casing 1 and the last complete turn 47 internal thread 6, and in the output part 7 of the tubular body 1 contains a belt 48 of reduced stiffness, characterized by the execution of the wall 40 of the tubular body 1 with a reduced thickness 49 located between m the edge 42 of the internal multi-tooth helical teeth 3 of the tubular body 1 and the last complete turn 50 of the internal thread 8, is shown in FIG. 1, 2, 6.

Отношение уменьшенной толщины 46, 49 стенки 40 трубчатого корпуса 1 во входной и выходной частях, соответственно 5 и 7 трубчатого корпуса 1 к наружному диаметру 37 трубчатого корпуса 1 составляет 0,065÷0,095, изображено на фиг. 1, 2, 6.The ratio of the reduced thickness 46, 49 of the wall 40 of the tubular body 1 in the input and output parts, respectively 5 and 7 of the tubular body 1 to the outer diameter 37 of the tubular body 1 is 0.065 ÷ 0.095, shown in FIG. 1, 2, 6.

В резьбовых отверстиях 20, 21 и 22 в средней части 19 трубчатого корпуса 1 установлены резьбовые пробки 51, 52, 53 с возможностью герметизации эластомера при вулканизации обкладки 9 из эластомера, например, из резины ИРП-1226-5 в пресс-форме, изображено на фиг. 6, 8, 9, 10.In the threaded holes 20, 21 and 22 in the middle part 19 of the tubular body 1, threaded plugs 51, 52, 53 are installed with the possibility of sealing the elastomer during vulcanization of the plate 9 from the elastomer, for example, from IRP-1226-5 rubber in the mold, shown in FIG. 6, 8, 9, 10.

Кроме того, обкладка 9 из эластомера содержит во входной по потоку 4 части 5 трубчатого корпуса 1, выше по потоку 4 от края 41 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 в трубчатом корпусе 1, направленного против потока 4, входной демпфер 54 из эластомера с собственными внутренними винтовыми многозаходными зубьями 55, примыкающими к внутренним винтовым зубьям многозаходным 10 обкладки 9 из эластомера, прилегающий к внутренней поверхности 56 входной по потоку 4 части 5 трубчатого корпуса 1, изображено на фиг. 1, 6, 7.In addition, the lining 9 of the elastomer contains in the inlet stream 4 parts 5 of the tubular body 1, upstream 4 from the edge 41 of the internal multi-tooth teeth 3 in the tubular body 1, directed against the stream 4, the input damper 54 of the elastomer with its own internal screw multiple teeth 55 adjacent to the internal helical teeth of multiple teeth 10 of the lining 9 of elastomer adjacent to the inner surface 56 of the inlet 4 of the pipe 5 of the tubular body 1, shown in FIG. 1, 6, 7.

Кроме того, ниже по потоку 4 от края 42 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 трубчатого корпуса 1 в выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1 обкладка 9 из эластомера содержит выходной демпфер 57 из эластомера с собственными внутренними винтовыми многозаходными зубьями 58, примыкающими к внутренним винтовым многозаходным зубьям 10 обкладки 9 из эластомера, прилегающий к внутренней поверхности 59 выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1, изображено на фиг. 1, 6, 11.In addition, downstream 4 from the edge 42 of the internal multi-tooth helical teeth 3 of the tubular body 1 to the downstream 4 part 7 of the tubular body 1, the elastomer plate 9 comprises an output elastomer damper 57 with its own internal multi-tooth helical teeth 58 adjacent to the internal helical multiple teeth 10 of the lining 9 of elastomer adjacent to the inner surface 59 of the upstream 4 part 7 of the tubular body 1, shown in FIG. 1, 6, 11.

В состав двигательной секции входит ротор 60, имеющий винтовые многозаходные зубья 61, число зубьев 61 ротора 60 на единицу меньше числа зубьев 10 обкладки 9 из эластомера, отношение чисел зубьев ротор 60 - обкладка 9 из эластомера, а также ротор 60 - входной демпфер 54 из эластомера, а также ротор 60 - выходной демпфер 57 из эластомера равно 6/7, при этом поз. 62 - центральная продольная ось ротора 60, при этом поз. 31 - центральная продольная ось обкладки 9 из эластомера, закрепленной внутри трубчатого корпуса 1, а также входного демпфера 54 из эластомера, а также выходного демпфера 57 из эластомера, при этом поз. 63 - величина эксцентриситета ротора 60, установленного в обкладке 9 из эластомера внутри трубчатого корпуса 1, а также установленного во входном демпфере 54 из эластомера, а также установленного в выходном демпфере 57 из эластомера, изображено на фиг. 6-9.The motor section includes a rotor 60 having multiple helical teeth 61, the number of teeth 61 of the rotor 60 is one less than the number of teeth 10 of the lining 9 of elastomer, the ratio of the number of teeth of the rotor 60 is lining 9 of elastomer, and the rotor 60 is the input damper 54 of elastomer, as well as the rotor 60 - the output damper 57 of the elastomer is 6/7, while pos. 62 - the Central longitudinal axis of the rotor 60, while pos. 31 - the Central longitudinal axis of the lining 9 of elastomer mounted inside the tubular body 1, as well as the input damper 54 of the elastomer, as well as the output damper 57 of the elastomer, while pos. 63 is the eccentricity of the rotor 60 installed in the plate 9 of elastomer inside the tubular body 1, as well as installed in the inlet damper 54 of elastomer, and also installed in the output damper 57 of elastomer, is shown in FIG. 6-9.

Кроме того, поз. 64 - многозаходные винтовые камеры между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 55 входного демпфера 54 из эластомера, поз. 65 - многозаходные винтовые камеры между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 10 обкладки 9 из эластомера, поз.66 - многозаходные винтовые камеры между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 58 выходного демпфера 57 из эластомера изображено на фиг. 6-11.In addition, pos. 64 - multi-start screw chambers between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 55 of the inlet damper 54 of elastomer, pos. 65 - multi-helical screw chambers between the teeth 61 of the rotor 60 and teeth 10 of the lining 9 of elastomer, pos.66 - multi-helical chambers between the teeth 61 of the rotor 60 and teeth 58 of the output damper 57 of the elastomer are shown in FIG. 6-11.

Трубчатый корпус 1 с равномерной толщиной обкладки 9 из эластомера (R-Wall) входит в модуль двигательной секции гидравлического забойного двигателя для бурения нефтяных скважин, включающего карданную трансмиссию и шпиндельную секцию с долотом для бурения скважин (не изображенными).The tubular body 1 with a uniform thickness of the plate 9 made of elastomer (R-Wall) is included in the engine module of the hydraulic downhole motor for drilling oil wells, including a cardan transmission and a spindle section with a drill bit (not shown).

Гидравлический забойный двигатель для бурения нефтяной скважины работает следующим образом: поток бурового раствора 4 под давлением, например, 25-35 МПа по колонне бурильных труб подается в многозаходные винтовые камеры 64 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 55 входного демпфера 54 из эластомера во входной по потоку текучей среды - бурового раствора 4 части 5 трубчатого корпуса 1, далее - в многозаходные винтовые камеры 65 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 10 обкладки 9 из эластомера, закрепленной внутри трубчатого корпуса 1, далее - в многозаходные винтовые камеры 65 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 58 выходного демпфера 57 в выходной по потоку текучей среды 4 части 7 трубчатого корпуса 1, изображено на фиг. 6-11.The hydraulic downhole motor for drilling an oil well operates as follows: the flow of the drilling fluid 4 under pressure, for example, 25-35 MPa, is supplied through the drill pipe string to multi-helical chambers 64 between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 55 of the inlet damper 54 from the elastomer in the inlet the fluid flow - the drilling fluid 4 parts 5 of the tubular body 1, then into the multi-helical chambers 65 between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 10 of the lining 9 of the elastomer fixed inside the tubular body 1, then to the multi-start in ntovye chamber 65 between the rotor teeth 61 and the teeth 60 of the output 58 of the damper 57 in the outlet fluidly 4 part 7 of the tubular body 1 shown in FIG. 6-11.

Многозаходные винтовые камеры 64 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 55 входного демпфера 54 из эластомера во входной по потоку текучей среды - бурового раствора 4 части 5 трубчатого корпуса 1, многозаходные винтовые камеры 65 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 10 обкладки 9 из эластомера, закрепленной внутри трубчатого корпуса 1, а также многозаходные винтовые камеры 66 между зубьями 61 ротора 60 и зубьями 58 выходного демпфера 57 в выходной по потоку текучей среды 4 части 7 трубчатого корпуса 1, имеют переменный объем и периодически перемещаются по потоку текучей среды 4 - бурового раствора, который имеет плотность до 1500 кг/м³, содержит до 2% песка и до 5% нефтепродуктов, при этом образуется область высокого давления и вращающий момент от гидравлических сил, который приводит в планетарно-роторное вращение ротор 60 внутри входного демпфера 54 из эластомера с собственными внутренними винтовыми зубьями 55, примыкающими к внутренним винтовым зубьям 10 обкладки 9 из эластомера во входной по потоку 4 текучей среды части 5 трубчатого корпуса 1, внутри обкладки 9 из эластомера с внутренними винтовыми зубьями 10, а также внутри выходного демпфера 57 из эластомера с собственными внутренними винтовыми зубьями 58 в выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1, изображено на фиг. 6-11.Multiple screw chambers 64 between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 55 of the inlet damper 54 of the elastomer in the fluid inlet stream - drilling fluid 4 of the pipe part 5 5, multi-screw chambers 65 between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 10 of the lining 9 of elastomer, fixed inside the tubular body 1, as well as multi-helical chambers 66 between the teeth 61 of the rotor 60 and the teeth 58 of the output damper 57 in the downstream fluid 4 of the part 7 of the tubular body 1, have a variable volume and periodically move along the stream the fluid 4 - drilling fluid, which has a density of up to 1500 kg / m ³ contains up to 2% of sand and up to 5% of oil products, while this forms a high pressure region and torque from hydraulic forces, which leads to the planetary rotor rotation of the rotor 60 inside the inlet damper 54 of elastomer with its own internal helical teeth 55 adjacent to the internal helical teeth 10 of the plate 9 of elastomer in the inlet 4 of the fluid inlet 5 of the tubular body 1, inside the plate 9 of elastomer with an internal helical tooth 10, as well as inside the outlet damper 57 of the elastomer with its own internal helical teeth 58 in the outlet stream 4 of part 7 of the tubular body 1, shown in FIG. 6-11.

Ротор 60 под действием насосной подачи текучей чреды передает вращающий момент на вал шпиндельной секции с долотом в противоположном направлении относительно собственного планетарно-роторного вращения внутри входного демпфера 54 из эластомера во входной по потоку 4 части 5 трубчатого корпуса 1, внутри обкладки 9 из эластомера, закрепленной в трубчатом корпусе 1, а также внутри выходного демпфера 57 из эластомера с собственными внутренними винтовыми зубьями 58 в выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1, осуществляя бурение скважины.The rotor 60 under the action of the pumping fluid supply transmits torque to the shaft of the spindle section with a bit in the opposite direction relative to its own planetary rotor rotation inside the inlet damper 54 of the elastomer in the inlet 4 of the pipe 5 of the tubular body 1, inside the lining 9 of the elastomer, fixed in the tubular body 1, as well as inside the outlet damper 57 from an elastomer with its own internal helical teeth 58, in the downstream part 4 of the tubular body 1, while drilling a well.

Винтовые зубья 55 входного демпфера 54 из эластомера во входной по потоку 4 части 5 трубчатого корпуса 1, винтовые зубья 10 обкладки из эластомера, закрепленной внутри трубчатого корпуса 1, а также винтовые зубья 58 выходного демпфера 57 в выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1 подвергаются сложной деформации и изгибу при планетарно-роторном вращении ротора 60 внутри входного демпфера 54 из эластомера во входной по потоку текучей среды - бурового раствора 4 части 5 трубчатого корпуса 1, внутри обкладки 9 из эластомера, закрепленной в трубчатом корпусе 1, а также внутри выходного демпфера 57 из эластомера с внутренними винтовыми зубьями 58 в выходной по потоку 4 части 7 трубчатого корпуса 1.Helical teeth 55 of the inlet damper 54 from elastomer in the inlet 4 of the 5 parts of the tubular body 1, helical teeth 10 of the elastomer cover fixed inside the tubular body 1, and also the helical teeth 58 of the output damper 57 in the outlet 4 of the 7 part of the tubular body 1 subjected to complex deformation and bending during planetary-rotor rotation of the rotor 60 inside the inlet damper 54 of the elastomer in the inlet fluid stream - drilling mud 4 of the 5 parts of the tubular body 1, inside the lining 9 of the elastomer fixed in the tubular m the housing 1 and the damper 57 within the outlet of an elastomer with internal helical teeth 58 to the output 4 downstream portion 7 of the tubular body 1.

В заявляемой конструкции за счет того, трубчатый корпус содержит в средней части 19 три резьбовые отверстия 20, 21, и 22, равнорасположенные по окружности в поперечном сечении трубчатого корпуса 1, а в резьбовых отверстиях 20, 21, и 22 размещены упорные винты, соответственно 23, 24 и 25 с возможностью центрирования торцами, соответственно 26, 27 и 28 упорных винтов 23, 24 и 25 сердечника (пуансона) 29 пресс-формы (не показанной), имеющего многозаходные винтовые зубья 30, при изготовлении обкладки 9 из эластомера, например, из резины ИРП-1226-5, при этом резьбовые отверстия 20, 21, и 22 расположены относительно друг друга вдоль центральной продольной оси 31 трубчатого корпуса 1 на расстоянии 32, L с возможностью симметричного расположения каждого из резьбовых отверстий 20, 21, и 22 относительно профиля внутреннего винтового зуба, соответственно 33, 34 и 35 в трубчатом корпусе 1, обеспечивается повышение надежности и ресурса гидравлического забойного двигателя, в котором корпус выполнен с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall), для бурения нефтяных скважин путем устранения негативного влияния погрешностей изготовления по кривизне и толщине обкладки из эластомера в корпусе на работу двигателя, а также повышается усталостная выносливость, абразивная стойкость, упругость и герметичность уплотнения рабочей пары: ротор-обкладка из эластомера в корпусе.In the claimed design due to the fact that the tubular body contains in the middle part 19 three threaded holes 20, 21, and 22, equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body 1, and threaded holes, respectively, 23 are placed in the threaded holes 20, 21, and 22 , 24 and 25 with the ability to center the ends, respectively, 26, 27 and 28 of the thrust screws 23, 24 and 25 of the core (punch) 29 of the mold (not shown) having multi-helical teeth 30, in the manufacture of the lining 9 of elastomer, for example, from rubber ИРП-1226-5, while threaded holes The threads 20, 21, and 22 are located relative to each other along the central longitudinal axis 31 of the tubular body 1 at a distance of 32, L with the possibility of a symmetrical arrangement of each of the threaded holes 20, 21, and 22 relative to the profile of the internal helical tooth, respectively 33, 34 and 35 in the tubular casing 1, the reliability and service life of the hydraulic downhole motor is improved, in which the casing is made with a uniform thickness of the elastomer plate (R-Wall) for drilling oil wells by eliminating the negative impact of errors manufacturing according to the curvature and thickness of the elastomer plate in the housing for engine operation, and also increases fatigue endurance, abrasion resistance, elasticity and tightness of the working pair seal: rotor lining of elastomer in the housing.

Вследствие этого повышаются упругопрочностные свойства эластомера в конструкции: усталостная выносливость при знакопеременном изгибе с вращением (ГОСТ 10952-75), остаточная деформация и усталостная выносливость при многократном сжатии (ГОСТ 20418-75), температурный предел хрупкости (ГОСТ 7912-74), истирание при скольжении (ГОСТ 426-77), снижается вероятность растрескивания, отслоения и вырывов кусков обкладки из эластомера во входной и выходной по потоку части обкладки из эластомера в корпусе, предотвращается закупорка промывочного узла бурового долота, устраняется основной отказ компоновки низа бурильной колонны (КНБК) при бурении скважин по причине - "резина в долоте", при этом требуемый интервал скважины может быть добурен до конца, повышается наработка на отказ, обеспечиваются экономические преимущества заявляемой конструкции.As a result, the elastomeric properties of the elastomer in the structure are increased: fatigue endurance in alternating bending with rotation (GOST 10952-75), permanent deformation and fatigue endurance in multiple compression (GOST 20418-75), temperature limit of brittleness (GOST 7912-74), abrasion at slip (GOST 426-77), the likelihood of cracking, peeling and tearing of pieces of the plate from the elastomer in the inlet and outlet upstream parts of the plate from the elastomer in the housing is reduced, blocking of the drilling flushing unit to lot, the main failure of the bottom of the drill string assembly (BHA) is eliminated during well drilling due to the “rubber in the bit” cause, the required interval of the well can be completed to the end, the mean time between failures is increased, and the economic advantages of the claimed design are provided.

В заявляемой конструкции за счет того, что трубчатый корпус 1 в средней части 19 содержит два пояса 38 и 39 пониженной жесткости, расположенных симметрично вдоль центральной продольной оси 31 трубчатого корпуса 1 относительно трех равнорасположенных по окружности резьбовых отверстий, соответственно 20, 21, 22, характеризующихся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной, первый пояс 38 пониженной жесткости расположен между краем 41 внутренних винтовых зубьев 3 трубчатого корпуса 1, направленных против потока 4, и ближним к нему резьбовым отверстием 20, а второй пояс 39 пониженной жесткости расположен между краем 42 внутренних винтовых зубьев 3 трубчатого корпуса 1, направленных по потоку 4, и ближним к нему резьбовым отверстием 22, при этом отношение уменьшенной толщины 43, 44 стенки 40 трубчатого корпуса 1 к наружному диаметру 37 трубчатого корпуса 1 составляет 0,035÷0,055, обеспечивается повышение точности проходки наклонных и горизонтальных интервалов скважин, повышение темпа набора параметров кривизны скважин, а также улучшение проходимости, т.е. уменьшение сопротивления и напряжений в компоновке низа бурильной колонны за счет уменьшения жесткости трубчатого корпуса, выполнение стенки корпуса во входной и выходной частях, а также в средней части корпуса поясов пониженной жесткости, характеризующихся уменьшенной толщиной, с возможностью изгиба корпуса при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины.In the claimed design due to the fact that the tubular body 1 in the middle part 19 contains two belts 38 and 39 of reduced stiffness, located symmetrically along the central longitudinal axis 31 of the tubular body 1 with respect to three threaded holes equally spaced around the circumference, respectively, 20, 21, 22, characterized the execution of the wall 40 of the tubular body 1 of reduced thickness, the first belt 38 of reduced stiffness is located between the edge 41 of the internal helical teeth 3 of the tubular body 1, directed against the stream 4, and proximal to it a screw hole 20, and a second belt of reduced stiffness 39 is located between the edge 42 of the internal helical teeth 3 of the tubular body 1, directed downstream 4, and the threaded hole 22 closest to it, while the ratio of the reduced thickness 43, 44 of the wall 40 of the tubular body 1 to the outer the diameter 37 of the tubular body 1 is 0.035 ÷ 0.055, an increase in the accuracy of penetration of inclined and horizontal intervals of the wells, an increase in the rate of a set of parameters of the curvature of the wells, as well as improved throughput, i.e. reduction of resistance and stresses in the layout of the bottom of the drill string by reducing the rigidity of the tubular body, the execution of the wall of the body in the input and output parts, as well as in the middle part of the body of the belts of reduced stiffness, characterized by reduced thickness, with the possibility of bending of the body when passing through the radius of the borehole .

В заявляемой конструкции за счет того, трубчатый корпус содержит во входной по потоку текучей среды 4 части 6 пояс 45 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной 46, расположенным между ближним краем 41 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 трубчатого корпуса 1 и полным последним витком 47 внутренней резьбы 6, а в выходной части 7 трубчатого корпуса 1 содержит пояс 48 пониженной жесткости, характеризующийся выполнением стенки 40 трубчатого корпуса 1 уменьшенной толщиной 49, расположенным между ближним краем 42 внутренних винтовых многозаходных зубьев 3 трубчатого корпуса 1 и полным последним витком 50 внутренней резьбы 8, повышается надежность и ресурс за счет обеспечения равнопрочных и герметичных резьбовых соединений трубчатого корпуса с переводником и/или переходником в условиях интенсивного трения и вращения в стволе скважины, с использованием в колонне бурильных труб гидравлического яса, с ударными нагрузками и ударными импульсами от яса, а также при релаксации растягивающих напряжений в изогнутой колонне бурильных труб, в которой установлен гидравлический забойный двигатель.In the claimed design, due to the fact that the tubular body contains a belt 45 of reduced stiffness in the inlet flow of the fluid 4 parts 6, characterized by the execution of the wall 40 of the tubular body 1 with a reduced thickness 46, located between the proximal edge 41 of the internal multi-tooth helical teeth 3 of the tubular body 1 and the full the last turn 47 of the internal thread 6, and in the output part 7 of the tubular body 1 contains a belt 48 of reduced stiffness, characterized by the execution of the wall 40 of the tubular body 1 with a reduced thickness 49, located between the proximal edge 42 of the internal multi-tooth helical teeth 3 of the tubular body 1 and the last complete turn 50 of the internal thread 8, the reliability and service life are improved by providing equal strength and tight threaded connections of the tubular body with an adapter and / or adapter under conditions of intense friction and rotation in the barrel wells, using a hydraulic jar in the drill pipe string, with shock loads and shock pulses from the jar, as well as during tensile stress relaxation in a curved drill string pipes in which the hydraulic downhole motor is installed.

В заявляемой конструкции за счет того, что в резьбовых отверстиях 20, 21 и 22 в средней части 19 трубчатого корпуса 1 установлены резьбовые пробки 51, 52, 53 с возможностью герметизации эластомера при формировании обкладки 9 из эластомера, например, из резины ИРП-1226-5, обеспечивается возможность центрирования винтового сердечника пресс-формы, имеющего многозаходные винтовые зубья, при формировании обкладки из эластомера за счет собственного давления эластомера внутри пресс-формы, образуемого при нагреве пресс-формы.In the claimed design due to the fact that in the threaded holes 20, 21 and 22 in the middle part 19 of the tubular body 1, threaded plugs 51, 52, 53 are installed with the possibility of sealing the elastomer when forming the lining 9 of the elastomer, for example, of rubber IRP-1226- 5, it is possible to center the screw core of the mold having multiple helical teeth when forming the lining of the elastomer due to the intrinsic pressure of the elastomer inside the mold formed when the mold is heated.

Изобретение повышает надежность и ресурс гидравлического забойного двигателя с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall) путем устранения негативного влияния погрешностей изготовления по кривизне и толщине обкладки из эластомера на работу двигателя, а также повышает усталостную выносливость, абразивную стойкость, упругость и герметичность уплотнения рабочей пары: ротор-обкладка из эластомера в корпусе, предотвращает растрескивания, отслоения и вырывы кусков эластомера, за счет этого предотвращает закупорку промывочного узла бурового долота, повышает наработку на отказ, обеспечивает экономические преимущества заявляемой конструкции при бурении нефтяных скважин.The invention improves the reliability and service life of a downhole hydraulic motor with a uniform thickness of an elastomer plate (R-Wall) by eliminating the negative effect of manufacturing errors in curvature and thickness of an elastomer plate on engine operation, and also increases fatigue endurance, abrasion resistance, elasticity and tightness of a working seal pairs: rotor lining made of elastomer in the housing, prevents cracking, delamination and tearing of pieces of elastomer, thereby preventing clogging of the flushing unit and a drill bit, increases MTBF, provides economic benefits of the claimed design when drilling oil wells.

Изобретение повышает также точность проходки наклонных и горизонтальных скважин, темп набора параметров кривизны скважин, а также улучшает проходимость, т.е. уменьшает сопротивления и напряжения в компоновке низа бурильной колонны за счет уменьшения жесткости корпуса с возможностью его изгиба при прохождении через радиусные интервалы ствола скважины.The invention also improves the accuracy of drilling of deviated and horizontal wells, the pace of a set of parameters of well curvature, and also improves cross-flow ability, i.e. reduces the resistance and stress in the layout of the bottom of the drill string by reducing the rigidity of the body with the possibility of bending when passing through the radial intervals of the wellbore.

Claims

1. A downhole hydraulic motor comprising a tubular body with an inner surface made in the form of a helicoid with internal multi-helical teeth, an internal thread is made on each edge of the tubular body, as well as an elastomer lining fixed in the tubular body adjacent to the inner surface of the tubular body, the elastomer lining is made with internal multi-helical teeth and matches in shape with internal multi-helical teeth in a tubular body, the thickness of the lining is maximum on the teeth radially directed inward, while in the tubular body the maximum thickness of the lining of the elastomer along the troughs of its internal helical surface located at the maximum radial distance is equal to half the height of its internal helical teeth, and the minimum wall thickness of the tubular body along radially outwardly directed cavities of its internal helical surface is equal to the height of the internal multi-helical teeth in the lining of the elastomer, characterized in that contains in the middle part of the tubular body three threaded holes equally spaced around the circumference in the cross section of the tubular body and at a distance relative to each other along the central longitudinal axis of the tubular body with the possibility of symmetrical arrangement of each of the threaded holes relative to the profile of the internal helical tooth in the tubular body.

2. The downhole hydraulic motor according to claim 1, characterized in that the threaded holes in the middle part of the tubular body are configured to accommodate thrust screws to provide centering by the ends of the core of the mold having multi-helical teeth in the manufacture of the lining of elastomer, while in the middle part the tubular body contains two belts of reduced stiffness, located symmetrically with respect to three threaded holes equally spaced around the circumference, characterized by Women’s tubular housing is of reduced thickness, the first belt of reduced rigidity is located between the edge of the internal helical teeth of the tubular housing directed against the flow and the threaded hole adjacent to it, and the second belt of reduced rigidity is located between the edge of the internal helical teeth of the tubular body directed downstream and the a threaded hole to it, while the ratio of the reduced wall thickness of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0,035 ÷ 0,055.

3. The downhole hydraulic motor according to claim 1, characterized in that it comprises a belt of reduced stiffness in the inlet part of the tubular body, characterized by the execution of the tubular body wall with a reduced thickness, located between the proximal edge of the internal helical teeth of the tubular body and the complete last turn of the internal thread, and the output part of the tubular body contains a belt of reduced stiffness, characterized by the execution of the wall of the tubular body with a reduced thickness located between the proximal edge of the inner helical teeth of the tubular body and complete the last turn of the internal thread, wherein the ratio of reduced wall thickness of the tubular body in the inlet and outlet parts of the tubular body to the outer diameter of the tubular body is 0.065 ÷ 0.095.

4. The downhole hydraulic motor according to claim 1, characterized in that the threaded holes in the middle part of the tubular body are configured to accommodate threaded plugs to provide sealing of the elastomer during vulcanization of the lining of the elastomer in the mold.