Демпфер гидравлический Советский патент 1984 года по МПК F16F5/00 

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для гашения продольных колебаний бурильного инструмента.

Известен демпфер гидравлический, содержащий корпус с радиальными каналами, систему плавающих рабочих порщней с центральным и радиальными каналами, установленных в корпусе с возможностью осе вого перемещения 1.

Недостатком известного демпфера является невозможность избирательного гашения заданных частот продольных колебаний, возникающих при работе, например, бурильного инструмента, а также наличие специальной рабочей жидкости наполнителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является демпфер гидравлический, преимущественно для бурильного инструмента, содержащий корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения поршни с центральным и радиальными каналами 2.

Поршни выполнены дифференциальными и одностороннего действия с телескопическим расположением друг относительно друга, а отверстие поршня, обрашенного к инструменту, представляет собой диффузор струйного насоса. Из-за того, что поршни выполнены одностороннего действия, возникает стук по обратной поверхности их демпфирующих . элементов, а это снижает долговечность устройства и эффективность гашения колебаний.

Цель изобретения - повышение долговечности и эффективности гашения колебаний.

Указанная цель достигается тем, что в демпфере гидравлическом преимущественно для бурильного инструмента, содержащем корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения поршни с центральным и радиальными каналами, поршни выполнены с кольцевыми проточками с обоих торцев, сообщенными с радиальными каналами, демпфер снабжен кольцевыми толкателями, которые расположены в проточках поршней и гидравлически уравновешены между собой, наконечником с центральным промывочным каналом, закрепленным на поршне со стороны бурильного инструмента, проходяшим через центральное отверстие поршней и образующим с ними и корпусом замкнутые полости, в которые обрашены входы радиальных отверстий корпуса, а камеры, образованные толкателями и поршнями, сообщены через радиальные каналы последних с центральным промывочным каналом.

На фиг. 1 изображен демпфер, продольный разрез, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Демпфер гидравлический содержит корпус, который для удобства в эксплуатации содержит верхний переводник 1, средние секции 2 и нижнюю часть 3. Все части корпуса имеют радиальные сквозные каналы 4.

В корпусе последовательно установлены с.возможностью осевого перемещения порщни 5. В каждом поршне 5 с обоих торцев выполнены кольцевые проточки, в которых установлены два кольцевых толкателя 6 и 7, гидравлически уравновешенные друг с другом.

В нижнем поршне 8 со стороны бурильного инструмента (не показан) закреплен наконечник 9 с центральным промывочным каналом 10.

Наконечник 9 проходит через центральные отверстия всех порщней 5. Камеры, 0 образованные поршнями 5 и толкателями б и 7 и являюи иеся гидравлическими пружинами, сообщены через радиальные каналы 11 в поршнях 5 и каналы 12 в наконечнике 9 с центральным промывочным каналом 10.

Полости, образованные наконечником 9, поршнями 5 и корпусом, через радиальные сквозные каналы 4 связаны с затрубным пространством.

Демпфер устанавливается в бурильной колонне с помощью присоединительных Q резьб в штоке 13 нижнего поршня 8 и переводнике 1. Для передачи крутящего момента от штока 13 к корпусу служит шпоночное соединение со шпонкой 14.

Создание необходимой гидравлической пружины достигается путем расчётного подбора необходимого числа поршней 5 в зависимости от величины динамической составляющей осевой силы. При установке демпфера на значительном расстоянии от забоя скважины под нижним поршнем 8 дополнительно размещается расчетное, количество гидравлических пружин.

Демпфер работает следующим образом.

Промывочная жидкость, подаваемая буровым насосом (не показан) за счет перерада давлений в затрубном и внутритрубном пространстве, заполняет камеры демпфера, разжимая кольцевые толкатели 6 и 7 в крайнее разжатое положение, во время запуска забойного двигателя, когда бурильный инструмент не касается забоя. При каQ сании бурильного инструмента забоя шток 13, жестко с ним связанный, совершает возвратно-поступательное движение в такт с динамическим процессом, совершаемым в забое скважины.

При набегании бурильного инструмента 5 на ухаб скважины шток 13, двигаясь вверх через поршни 5, сдвигает кольцевые толкатели 6 и 7 относительно поршней 5,- в результате давление в камерах поршней 5 повышается, создавая гидравлическую силу, направленную против осевой динамической силы, и часть энергии колебаний рассеивается в виде тепла. В следующий момент времени после достижения ллаксимальной гидравлической силы шток 13 начинает двигаться вниз, а время возврата инструмента назабой снижается распрямлением гидравлических пружин. Снижение стука при

соударении нижнего поршня 8 с корпусом обеспечивается его нижним толкателем, что значительно повышает долговечность устройства.

За счет многосекционности повышается эффективность гашения колебаний, -благодаря чему при изменении числа рабочих поршней можно демпфировать продольные колебания различной частоты.

ДЕМПФЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ преимущественно для бурильного инструмента,содержащий корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения поршни с центральным и радиальными каналами, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и эффективности гашения- колебаний, поршни выполнены с кольцевыми проточками с обоих торцев, сообщенными с радиальными каналами, демпфер снабжен кольцевыми толкателями, которые расположены в проточках поршней и гидравлически уравновешены между собой, наконечником с центральным промывочным каналом, закрепленным на поршне со стороны бурильного инструмента, проходящим через центральные отверстия поршней и образующим с ними и корпусом замкнутые полости, в которые обращены входы радиальных отверстий корпуса, а камеры, образованные толкателями и поршнями, сообщены через радиальные каналы последних с центральным промывочным каналом. (Л 00 4 СЛ О o