АМОРТИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК F16F1/42 

Изобретение относится к виброизоляционной технике и предназначено для использования в качестве упругого элемента в забойных амортизаторах бурильной колонны при бурении скважины на нефть и газ.

Известен амортизатор для бурильной колонны, включающий упругий элемент в виде цилиндрической тонкостенной оболочки, заполненной наполнителем и закрытой поршнями [1].

Известен также амортизатор, содержащий оболочку, размещенный в ней наполнитель, и поршень, установленные по торцам последнего [2].

В известных устройствах в качестве средства, предотвращающего выход из оболочек наполнителя, находящегося под высоким давлением, использованы разрезные пружинные кольца.

Недостатком разрезных пружинных колец является их низкая работоспособность при высоких давлениях наполнителя и, как следствие, низкая надежность известных устройств.

Целью изобретения является повышение работоспособности за счет предотвращения захода наполнителя в зазор, образованный оболочкой и поршнями, и заклинивания последнего, а также за счет снижения износа контактирующих поверхностей поршней и оболочки.

Это достигается тем, что в упругом элементе забойного амортизатора поршни снабжены втулками, закрепленными на их днищах и поверхностях, контактирующих с оболочкой, при этом материалы оболочки и втулок образуют пары с возможно меньшим коэффициентом трения, а жесткость на сдвиг материалом втулок и наполнителя связаны соотношением:
C_вт > С_н, где С_вт - жесткость на сдвиг материала втулок;
С_н - жесткость на сдвиг материала наполнителя.

На чертеже изображен предлагаемый упругий элемент забойного амортизатора, общий вид.

Амортизатор состоит из несущего элемента в виде тонкостенной цилиндрической оболочки 1, размещенного в ней наполнителя 2, поршней 3 со втулками 4, которые закреплены на поршнях, например, привулканизированы, если они резиновые.

Амортизатор работает следующим образом. Приложенная к поршням 3 внешняя нагрузка сжимает наполнитель 2, трансформирующий продольные перемещения поршней в радиальные деформации оболочки. Деформируясь в пределах упругих деформаций, оболочка накапливает энергию, а при снижении импульса внешней нагрузки возвращает поршни 3 в исходное положение. Поскольку поршни входят в оболочку с гарантированным натягом, то при деформации оболочек зазоров не образуется, а величина гарантированного натяга уменьшается. Эти обстоятельства, а также большая, чем у накопителя, сдвиговая жесткость материала втулки, а также низкий коэффициент трения пары втулка-оболочка предотвращают попадание наполнителя в зазор между поршнем и оболочкой, их заклинивание, а также снижается интенсивность износа контактирующих поверхностей поршней и оболочки, т.е. повышается надежность устройства.

Использование: в виброзащитной технике, а именно в качестве упругого элемента в забойных амортизаторах бурильной колонны. Сущность изобретения: устройство включает цилиндрическую оболочку с наполнителем и поршнями, установленными с обеих сторон наполнителя. Кроме того, устройство снабжено втулками, закрепленными на их днищах и поверхностях, контактирующих с оболочкой, при этом оболочка и втулка выполнены из материала с малым коэффициентом трения, а жесткость на сдвиг материалов втулок и наполнителя выбрана из указанного соотношения. 1 ил.

АМОРТИЗАТОР, содержащий оболочку, размещенный в ней наполнитель и поршни, установленные по торцам последнего, отличающийся тем, что он снабжен втулками, закрепленными на поршнях и контактирующих с внутренней поверхностью оболочки, оболочка и втулки выполнены из материала с малым коэффициентом трения, а жесткость на сдвиг материалов втулок и наполнителя связаны соотношением
C_вт > C_н,
где C_вт - жесткость на сдвиг материала втулок;
C_н - жесткость на сдвиг материала наполнителя.