АМОРТИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК E21B17/07 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для амортизации динамических нагрузок.

Известен буровой амортизатор, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлен полый вал, между корпусом и валом размещен упругодемпфирующий узел в виде дисков, закрепленных на корпусе и на валу, между которыми расположены упругие элементы, узел передачи крутящего момента, выполненный в виде шлицевого соединения [1] Недостатком данного устройства является невозможность гашения крутильных и радиальных колебаний, так как крутящий момент на вал от корпуса передается через шлицевое соединение, а радиальные упругие элементы отсутствуют; кроме того, возможно проникновение промывочной жидкости в полость между корпусом и валом, что ведет к размыву упругих элементов и забиванию шламом полости между корпусом и валом, что выводит амортизатор из строя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является буровой амортизатор, включающий корпус, установленный внутри него вал, расположенный в полости между корпусом и валом упругий элемент, содержащий эластичные элементы чередующиеся со стальными кольцами и дисками, закрепленными на корпусе [2] Недостатком является то, что данный амортизатор имеет сложную и металлоемкую конструкцию, например, наличие внутренних и внешних колец и поджимной гайки, что приводит к его удорожанию и сложности изготовления, а также недостаточно полно используется полость между корпусом и валом для размещения в ней эластичных элементов.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение металлоемкости амортизатора.

Достигается это тем, что в амортизаторе, содержащем корпус, внутри которого концентрично установленный вал, упругий узел, расположенный между корпусом и валом, в виде эластичных элементов и дисков, узел передачи крутящего момента в виде чередующихся эластичных и металлических элементов, выступы дисков корпуса и выступы вала имеют трапециевидную форму, над и под выступами дисков расположены кольца трапециевидного сечения, эластичные элементы выполнены в виде эластичных колец, причем на внешней стороне вала выполнены выступы трапециевидной формы, а кольца трапециевидного сечения, эластичные элементы в виде пакета эластичных колец и полумуфта вала пальчиковой муфты выполнены разрезными.

Выступы, выполненные на внешней поверхности вала, воспринимают на себя нагрузку и это позволяет исключить из конструкции амортизатора диски вала и поджимную гайку для их стопорения, что приводит к упрощению конструкции, уменьшению затрат на изготовление амортизатора и снижению его стоимости, при такой конструкции необходимо выполнить разрезными трапециевидные кольца, эластичные кольца и полумуфту вала пальчиковой муфты.

На чертеже изображен общий вид амортизатора.

Буровой амортизатор состоит из корпуса 1, полого вала 2 и размещенного между ними упругодемпфирующего узла, состоящего из дисков 3 корпуса 1 и выступов 4 вала 2, над и под выступами установлены стальные разрезные кольца 5, между которыми расположены эластичные разрезные элементы 6. В нижней части корпуса 1 установлен ниппель 7, имеющий резьбовой бурт, на нижнем конце вала выполнен ответный резьбовой бурт. В нижней части амортизатора размещена пальчиковая муфта для гашения крутильных колебаний и передачи вращения, состоящая из полумуфты 8 корпуса 1 и полумуфты 9 вала 2, которая выполнена разрезной и состоит из двух частей, в полумуфтах 8 и 9 выполнены углубления для эластичных и металлических пальцев 10, нижние торцы полумуфт 8 и 9 имеют кулачки 11, ниппель 7 и вал 2 ответные выемки под кулачки 11. В верхней части амортизатора установлен уплотняющий узел 12, расположенный между валом 2 и переводником.

Сборку устройства осуществляют следующим образом. На вал 2 наворачивается ниппель 7, после выхода из зацепления резьб буртов вала 2 и ниппеля 7 устанавливается на вал 2 полумуфта 9 вала так, чтобы кулачки 11 вошли в ответные углубления вала 2, затем устанавливается полумуфта 8 корпуса 1, при этом ее кулачки 11 должны совпадать с ответными углублениями ниппеля 7, в углубления полумуфт 8 и 9 устанавливаются эластичные 10 и металлические пальцы, далее на вал 2 устанавливается демпфирующий узел, устанавливаются разрезные элементы 6 и стальные кольца 5, состоящие из двух частей, затем диск 3 корпуса и таким образом собирается упругодемпфирующий элемент. Собранный вал 2 устанавливается в корпусе 1, далее устанавливается уплотняющий узел 12 и наворачивается переводник. Сборка окончена. Возможна сборка амортизатора без стальных колец 5, в этом случае эластичные элементы будут работать на срез и жесткость амортизатора уменьшится, что необходимо при гашении колебаний с высокой амплитудой.

Амортизатор работает следующим образом. При бурении вибрации передаются на вал 2 и через выступы вала передаются на эластичные элементы 6, где происходит гашение осевых и поперечных колебаний, крутильные колебания гасятся в пальчиковой муфте эластичными пальцами 10, ими также передается крутящий момент.

Пример конкретного выполнения. Наружный диаметр корпуса амортизатора 172 мм, наружный диаметр вала 80 мм, в корпусе установлено десять дисков 3, над и под выступами дисков и выступами вала установлены стальные кольца 5, а между кольцами размещено десять пакетов эластичных элементов, каждый из пакетов состоит из шести резиновых колец. Наружный диаметр дисков 3-148 мм, внутренний диаметр 135 мм, высота пакета эластичных элементов 60 мм, высота каждого кольца 10 мм, высота стального кольца 15 мм. При необходимости увеличения жесткости амортизатора из пакета эластичных элементов убирается, например, два резиновых кольца и они заменяются стальными кольцами такого же размера. При необходимости уменьшения жесткости убираются стальные кольца 3.

Использование: при бурении скважин, в частности в устройствах для амортизации динамических нагрузок.Сущность изобретения: буровой амортизатор включает корпус с набором дисков, вал с выступами и размещенный между ними упругодемпфирующий узел, состоящий из чередующихся стальных колец и эластичных элементов. В нижней части корпуса установлен ниппель с резьбовым буртом для связи с ответным буртом вала. Амортизатор имеет пальчиковую муфту для гашения крутильных колебаний и передачи вращения. Стальные кольца и эластичные элементы упругодемпфирующего узла выполнены разрезными, что при выполнении вала с выступами обеспечивает уменьшение радиальных габаритов амортизатора для использования в скважинах малого диаметра. 1 ил.

АМОРТИЗАТОР, содержащий корпус, установленный внутри него вал, расположенный в полости между корпусом и валом упругий элемент, содержащий эластичные элементы, чередующиеся со стальными кольцами и дисками, закрепленными на корпусе, отличающийся тем, что вал выполнен с выступами на внешней поверхности, а эластичные элементы и стальные кольца разрезными.