Забойный амортизатор Советский патент 1983 года по МПК E21B17/07 

Оэ

о

СП

00

Изобретение относится к горному делу, а именно к инструменту, исполь . зуемому при бурении различно го назначения, Известен наддолотный амортизатор, содержащий корпус, верхний и нижний элементы, телескопически связанные между собой посредством шлицевого со единения, амортизирующий пружинный элемент, размещенный в полости со смазкой и выполненный из тарельчатых пружин, а также узел регулирования жесткости пружинного элемента, выполненный из резьбовой гайки tl 3 . Амортизаторы подобной конструкции недолговечны ввиду наличия тарельчатых пружин, значительных площадей тр щихся поверхностей. Кроме того, выполнение в корпусе отверстия для доступа к узлу регулирования жесткости пружинного элемента снижает прочност корпусной детали, а необходимость надежной фиксации положения резьбовой гайки усложняет конструкцию. Наиболее близким техническим решением к изобретению является забойный амортизатор, включающий корпус и ствол с узлом передачи крутящего момента и телескопически связанные меж ду собой посредством, зафиксированных на стволе зажимной гайкой, ступеней упругих элементов, каждая из которых содержит наружную и внутреннюю распорные втулки, упругий элемент и, установленные для взаимодействия с ним верхний и нижний упорные диски C2J . Недостаток конструкции заключается в сложности осуществления поступенчатого регулирования жесткости упругого элемента, поскольку степень натяга; упругого элемента - пружин регулируется в два приема: сначала в системе внутренних распорных втулок с нижними упорными дисками, втулками с выступами и пружиной, а затем в систе ме наружных распорных втулок с верхними упорными дисками, разрезными шайбами в соответствии с уже установленной пружиной. Цель изобретения - упрощение поступенчатого регулирования жесткости упругого элемента. казанная цель достигается тем, что забойный амортизатор, включающий корпус и ствол с узлом передачи крутящего момента и телескопически связанные между собой посредством, зафиксированных на стволе зажимной гайкой, ступеней упругих элементов, каждая из которых содержит наружную и внутреннюю распорные втулки, упругий элемент и, установленные для взаимодействия с ним, верхний и нижний упорные диски, снабжен коаксиально расположенными в нижней части внутренних и наружных распорных втулок каждой ступени дополнительными зажимными гайками, установленными с возможностью взаимодействия с нижним упорным диском, причем последний свободно расположен во внутренней полости между распорными втулками, верхний, упорный диск каждой ступени выполнен с двусторонними радиальными выступами, а наружные и внутренние распорные втулки в верхней части имеют для взаимодействия с ними ответные уступы. На чертеже показан забойный амортизатор в разрезе. Забойный амортизатор устанавливается в качестве промежуточного элемента в состав бурильной колонны и включает корпус Т, который сверху переводником 2 соединяется с бурильной колонной (не показана), и ствол 3 с центральным проходным отверстием k для промывочной жидкости. Ствол 3 телескопически вставлен в корпус 1 и соединен с помощью переводника 5 с долотом (не показано). Между корпусом 1 и стволом 3 помещены средства для амортизации вибраций и ударных нагрузок в виде ступеней упругих элемептов 6, каждая из которых состоит из стальной цилиндрической винтовой пружины 7, которая торцами своих крайних витков взаимодействует со свободно расположенными верхним упорным элементом 8 и нижним 9. На элементе 8 имеются двусторонние радиаль ные выступы 10 и 11. Для эффективности гашения вибраций всех частотных спектров в стальном упругом элементе может быть предусмотрена резиновая кольцевая прокладка в виде кольца 12. Пружина 7 с кольцом 12 упорными элементами нижним 9 и верхним 8 расположены в кольцевом пространстве между распорными втулками - наружной 13 и внутренней 14. Наружные распорные втулки 13 посредством переводника 2 зафиксированы вдоль корпуса 1, а внутрение - с помощью системы зажимных гаек 15 - вдоль ствола 3. Упругий элемент каждой ступени поджат снизу коаксиаль р расположенными дополнительными зажимными гайками 16 и 17 через регулировочные кольца 18 3103 и ly. Внутренние и наружные распорные втулки каждой ступени в верхней части имеют уступы 20 и 21 соответственно дя взаимодействия с радиальными высту пами 10 и 11 верхнего упорного диска. Узел 1.2 служит для передачи необходимого вращающего момента при бурении от корпуса 1 к стволу 3. Для защиты внутренней полости забойного амортизатора от попадания абразивных частичек разбуренной породы могут быть использованы уплотнители. На стадии заводского изготовления сборки ступеней упругих элементов производят их поступенчатую регулиров ку. Для этого на внутреннюю распорную втулку И надеваются последовательно верхний упорный элемент 8 до упора его выступа 10 с уступом 20 втулки 1 пружина 7, кольцо 12, нижний упорный элемент 9, регулировочное кольцо 18, и вся эта система затягивается гайкой -17 с одинаковым для всех ступеней осевым усилием. Затем надевают наружную распорную втулку 13 (до упора уступа 21 втулки 13 с выступом 11 эле мента 8), регулировочное кольцо 19 и завинчивают зажимную гайку 16. После сборки ступени торцовые поверхности деталей 13, 8 и 14, образующие верхний торец ступени, приводят к одному уровню и торцовые поверхности деталей И, 17 и 1б, образующие нижний торец, также приводят к одному уровню. Требуемое количество таких отрегулированных ступеней упругих элементов собирают на общем стволе 3 и систему внутренних распорных втулок k плотно зажимают гайкпми 15. Все собранные таким образом детали помещают в корпус 1, в котором систему наружных распорных втулок 13 с дополнительной зажимной гайкой 16 и верхним элементом 8 плотно зажимают переводником 2. Собранный таким образом амортизатор готов к работе. В процессе работы осевое усилие и крутящий момент от бурильной колонны воспринимается через ступени упругих элементов 7 и 12,. акрутящий момент узлом 22 передается стволу 3 и долоту. Под воздействием продольных вибраций и ударных нагрузок, возникающих в процессе бурения и генерируемых на породоразрушающем инструменте, ствол 3 и все связанные с ним детали Н, 17, 18, 9, 12 и 7 совершают продольно-колебательное движение. Упругие элементы 7 и 12 благодаря своей гибкости сжимаются в такт с вибрацией ствола 3 и способствуют тем самым гашению этих вибраций, препятствуя их дальнейшему распространению в сторону верхних упорных элементов 8, наружных распорных втулок 13, корпуса 1, защищая бурильную колонну от вредных вибраций и ударных нагрузок. Таким образом, продольные колебания передаются через амортизатор в обратном направлении. При этом все детали, находящиеся выше упругих эле ментов, оказываются защищенными от продольных вибраций. Технико-экономическая эффективность заключается в снижении материальных затрат на проводку скважины за счет возможности увеличения механической скорости бурения с обеспечением долговечности работы элементов бурильной колонны.

, ЗАБОЙНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий корпус и ствол с узлом передачи крутящего момента и телескопически связанные между собой посредством, зафиксированных на стволе зажимной гайкой, ступеней упругих элементов, каждая из которых содержит наружную и внутреннюю распорные втулки, упругий элемент и, установленные щ и и с я тем, что, с целью упрощения поступенчатого регулирования жесткости упругого элемента, он снабжен коаксиально расположенными в нижней части внутренних и наружных распорных втулок, каждой ступени дополнительными зажимными гайками, установленными с возможностью взаимодействия с нижним упорным диском, причем послед-. НИИ свободно расположен во внутренней полости между распорными втулками, верхний упорный диск каждой ступени выполнен с двусторонними радиальными выступами, а наружные и внутренние с распорные втулки в верхней части име(Л ют для взаимодействия с ними ответные уступы.