Наддолотный амортизатор Советский патент 1992 года по МПК E21B17/07 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, преимущественно к устройствам для гашения вибрационных и ударных нагрузок при бурении.

Известен наддолотный амортизатор, состоящий из корпуса, верхнего и нижнего переводников и тарельчатой пружины.

Недостатком аналога является то, что он гасит только динамические нагрузки за счет совместного действия тарельчатой пружины и шарикового замка.

Известен буровой амортизатор, содержащий корпус, ствол и упругий элемент, установленный между ними.

Недостатком этого амортизатора является то. что он не гасит вибрации, возникающие от гидравлических нагрузок. Амортизатор имеет сложную конструкцию, в которой использован набор сферических оболочек, прикрепленных к стволу и Корпусу амортизатора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является разъединитель для бурения гидроударником. Это устройство включает корпус, поршень, пружины и ствол, жестко соединенный со штоком, выходящим за пределы корпуса.

а

Јь 00

1

Х8

Прогогип обладает рядом недостатков. Так, квадратный шток не гасит горизонтальную составляющую вибрации. При больших осевых нагрузках шток занимает крайнее верхнее положение и гидравлический виброгаситель не участвует в процессе гашения вибраций. Из-за отсутствия герметизирующего узла в этом процессе не участвует и жидкость, находящаяся во внутренней полости амортизатора.

Цель изобретения - повышение эффективности работы амортизатора за счет гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем корпус, поршень, подвижный шток, упругий элемент, верхний и нижний переводник, поршень жестко соединен со штоком и образует с корпусом герметичную камеру, за- полненнуо жидкостью, упругий элемент выполнен в виде поочередно установленных друг над другом упругих и жестких колец, а узел передачи крутящего момента - в виде шариков, расположенных с Зазором относительно полости, образованной канавками на штоке и корпусе, пр ичем на торцах поршня и верхнего переводника выполнены соответственно кольцевой выступ и ответная канавка.

На чертеже представлено продольное сечение нэддолотного амортизатора.

Корпус 1 соединен с верхним переводником 2, Внутри корпуса 1 размещен шток 3 с поршнем, включающим неподвижную часть 4, упругие эластичные элементы 5 и подвижные металлические кольца 6. Со штоком соединен нижний переводник 14,

Узел передачи крутящего момента представлен шлицевой парой 7, выполненной в виде канавок на сопряженных деталях (шток и корпус), заполненных шариками, w размещен в герметичной жидкостной камере, имеющей верхнюю 9 и нижнюю 10 полости. Наполнение камеры жидкостью осуществляют через штуцера 11. Герметичность внутренней полости в нижней части достигается установкой сальников из упругих эластичных материалов 12. Для установки штуцера предусмотрено седло 13.

Для смягчениД динамических ударов, возникающих при больших осевых нагрузках, предусмотрен гидравлический гаситель в виде пары выступ 16- канавка 15, расположенных на торце верхнего переводника 2 и неподвижной части поршня 4.

Наддолотный амортизатор устанавливается непосредственно над долотом и работает следующим образом.

При создании осевой нагрузки на долото без циркуляции нижний переводник 14 вместе со штоком движется вверх, сжимая находящуюся в полостях 9 и 10 жидкость,

вплоть до соприкосновения поршня 4 с переводником 2.

При работе насоса движущейся по трубам жидкостью за счет разности площадей поршня и проходного сечения создается усилие, перемещающее шток 3 от крайнего верхнего положения вниз и сжимающие упругие элементы 5. В свою очередь, сжатые элементы передают давление на жидкость, находящуюся между корпусом 1 и штоком 3.

Гашение вертикальных вибраций осуществляется за счет работы упругих элементов, упругих свойств жидкости, заполняющей полости амортизатора, а также бурового раствора, находящегося в бурильной колонне выше переводника 2,

Возникающие при вращении долота горизонтальные вибрации гасятся в узле 7 передачи крутящего момента поскольку размеры шаров меньше размера канавок на

сопрягаемых деталях, шары могут перемещаться в различных плоскостях, тем самым иметь несколько контактных зон. Шары не имеют постоянного защемления и несут нагрузку попеременно и таким образом гасят

вибрации.

Предлагаемый наддолотный амортизатор позволяет по сравнению с прототипом увеличить скорость механического бурения до 5%, увеличить проходку на долото до

10%, а также уменьшить износ бурильных труб и поверхностного оборудования.

Формула изобретен.ия

Наддолотный амортизатор, включающий корпус, шток с поршнем, расположенные в полости между корпусом и штоком упругий элемент и узел передачи крутящего момента, верхний и нижний переводники,

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы амортизатора За счет гашения вертикальных и горизонтальных колебаний, поршень жестко соединен со штоком и образует с корпусом

герметичную камеру, заполненную жидкостью, упругий элемент выполнен в виде по- оче редно установленных друг над другом упругих и жестких колец, а узел передачи крутящего момента в виде шариков, расположенных с зазором относительно полости, образованной канавками на штоке и корпусе, причем на торцах поршня и верхнего переводника выполнены соответственно кольцевой выступ и ответная канавка.

Л - А

L

л

Изобретение относится к бурению. Цель изобретения - повышение эффективности работы наддолотного амортизатора за счет гашения вертикальных и горизонтальных колебаний, для чего последний включает верхние и нижние переводники, корпус, .шток, жестко соединенный с поршнем, расположенные в образованной между корпусом и штоком герметичной к амере, заполненной жидкостью упругий эл емент, выполненный в виде поочередно установленных друг над другом упругих и жестких колец, за счет сжатия которых и одновременного сжатия бурового раствора, находящегося над поршнем, гасятся вертикальные вибрации, а также узел передачи крутящего момента в виде шариков, расположенных с зазором относительно полости, образованной канавками на штоке и корпусе, за счет чего они одновременно гасят и горизонтальные колебания, а для смягчения динамических ударов, возникающих при больших осевых нагрузках, на торцах поршня и верхнего переводника выполнены соответственно кольцевой выступ и ответная канавка. 1 ил. с/ С