Шпиндель-амортизатор Советский патент 1993 года по МПК E21B4/02 

Изобретение относится к буровому оборудованию, а конкретно к секционным тур- Собурам, и может быть использовано при Еурении нефтяных и газовых скважин.

Известен шпиндель ПУ-195, содержаний неподвижный корпус, вращающийся ЕЭЛ, осевую опору скольжения, которая г редставляет собой рёзинометаллический г одшипник, при этом резинометаллическая г ятЭ выполняет функции торцевого уллот- t ения, а резиновые обкладки подпятников i ыполняют роль амортизаторов, поэтому г тот шпиндель можно считать амортизиро- i энным.

Недостатком известного шпинделя яв- яет.ся срыв резиновых обкладок подшип- 1ИКОВ, выполняющих роль и амортизаторов.

что ведет к отказу работы шпинделя и ухудшению работы турбобура. Моторесурс шпинделя низкий.

Известен шпиндель ШФД 195, содержащий неподвижный корпус, вращающийся вал, шаровую опору качения, при этом уплотнение шаровой опоры качения выполнены в виде резинометаллических бамперов, которые выполняют роль гидродемфера гасящего продольные колебания вала турбобура, поэтому этот шпиндель можно считать амортизированным.

Недостатком известного шпинделя является износ шаровой опоры качения вследствие которого увеличивается люфт подшипника до 8 - 9 мм, это приводит к отказу работы шпинделя.

Ю

Ю

00

GJ

Известен шпиндель-амортизатор, содержащий неподвижный корпус, вращающийся вал, резинометаллическую радиальную опору, многоступенчатую шаровую опору, при этом каждая ступень шаровой опоры состоит из неподвижной обоймы, представляющей собой диски, которые разделены распорными втулками, по обе стороны этих втулок размещены шары, кроме того, подвижная обойма перемещается в осевом направлении и опирается на компенсатор-амортизатор, при этом между смежными компенсаторами-амортизатора- ми расположен диск ограничитель, служащий для увеличения их продольной жесткости и ограничения осевых деформаций. ; : ...;. . . - .

Недостатком известного шпинделя- амортизатора является отсутствие герметизированной маслозащиты многоступенчатой шаровой опоры, которое влечёт за собой ее износ, в следствие последнего, увеличивается люфт. Это приводит к отказу работы шпинделя-амортизатора. :

Цель изобретения - повышение моторесурсашпиндёля-амЪртизатора;

Шпиндель-амортизатор, содержащий неподвижный корпус, вращающийся полый вал, опоры, упругие элементы, выполняющие роль амортизаторов продольных колебаний, дополнительно снабжен герметизированным маслонаполненным картером с поршнями и амортизатором крутильных колебаний, расположенным в герметизированном картере между валом и корпусом, при зтом картер выполнен в виде полости, образованной валом шпиндёля-амортиза- тбра, корпусом и уплотнительным элементами, а амортизатор крутильных колебаний выполнен в виде втулки со шлицами и прокладками из упругого эластичного материала, причём в валу шпинделя-амортизатора выполнены отверстия, сообщающие полость между поршнями с полостью вала.

На фиг. 1 изображен шпиндель-амортизатор; :на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Шпиндель-амортизатор состоит из неподвижного корпуса 1, вращающегося полого вала 2 и резинометаллической радиальной опоры 3. Неподвижный корпус 1 и вал 2 образуют герметизированный мас- лонаполненный картер 4, выполненный в виде полости защищенной от проникновения буровой жидкости уплотнительными элементами 5 и 6. На валу 2 выполнены отверстия В, которые соединяют полость Г вала 2 с полостью Д, расположенной между поршнями 7, картера 4. В герметизированном маслонаполненном картере 4 расположены шаровая опора 8, упругие элементы 9 и 10, выполняющие роль амортизаторов продольных колебаний и амортизатора крутильных колебаний 11, выполненного в виде

втулки со шлицами и прокладками 12 из упругого эластичного материала. Шпиндель-амортизатор работает следующим образом.

Корпус 1 через верхний переводник 13

0 крепят к корпусу турбобура, при этом вал 2 соединяют через муфту с валом турбобура. К нижней части шпинделя-амортизатора через переводник 14 крепят долото.

При работе компоновки забойного инс5 трумента, шпиндель-амортизатор воспринимает продольные колебания от неравномерной работы шарошек долото и от неравномерной осевой нагрузки колонны. Кроме того, шпиндель-амортизатор вос0 принимает крутильные колебания от неравномерной подачи буровой жидкости на лопатки турбины турбобура. Все это приводит к тяжелым условиям работы подшипников качения опоры 8. Упругие элементы 9

5 и 10, выполняющие роль амортизаторов продольных колебаний, прокладки 12 из упругого эластичного материала амортизатора крутильных колебаний 11 в опоре 8 воспринимают продольные и крутильные

0 колебания, ударные нагрузки и, таким образом компенсируют неточность изготовления деталей опоры..

При работе шпинделя-амортизатора буровая жидкость из турбинных секции турбо5 бура через резинометаллическую радиальную опору 3 и через отверстие Е поступает в полость Г вала 2 и дальше на долото. Проходя в полости Г часть буровой жидкости, через отверстие В, поступает в

0 полость Д герметизированного маслона- полненного картера 4, куда масло заливается предварительно через отверстия с пробками 15. Из полости Д буровая жидкость, проходя по каналу Ж, воздействует на

5 поршни 7 и через них на масло расположенное в полостях 3, которое при износе уплот- нительных элементов 5 и 6, поддерживает в картере 4 оптимальную среду для работы подшипников качения опоры 8, упругих эле0 ментов 9 и 10, выполняющих роль амортизаторов продольных колебаний, и прокладки 12 из упругого эластичного материала амортизатора крутильных колебаний 11.

В нижней части картера 4, часть буро5 вой жидкости из полости Г вала 2 по отверстию В поступает в полость И. Буровая жидкость в полости И разгружает нижние уплотнительные элементы 5 и б от давления масла внутри картера 4. Лабиринтное уплотнение 16 и торцовое уплотнение 17 предотвращают утечки буровой жидкости в полости И.

: Формула изобретения

Шпиндель-амортизатор, содержащий неподвижный корпус, вращающийся полый вал, опоры, упругие элементы, выполняю- щне роль амортизаторов продольных коле- ба ий, от л ича ющийс я тем, что, с целью повышения моторесурса шпинделя, он сн бжен герметизированным маслонапол- не -шым картером с поршнями и амортиза0

тором крутильных колебаний, расположенным в герметизированном картере между валом и корпусом, при этом картер выполнен в виде полости, образованной валом шпинделя-амортизатора, корпусом и уплот- нительными элементами, а амортизатор крутильных колебаний выполнен в виде втулки со шлицами и прокладками из упругого эластичного материала, причем в валу шпинделя-амортизатора выполнены отверстия, сообщающие полость между поршнями с полостью вала.

Использование: бурение скважин на нефть и,газ. Сущность изобретения: шпиндель-амортизатор содержит корпус, полый вал, опорным амортизаторы продольных колебаний. Полость между корпусом и валом заполнены маслом и загерметизирована уплотнениями. Внутри маслонапрлненной полости размещены поршни и амортизатор крутильных колебаний. Амортизатор крутильных колебаний выполнен в виде втулки со шлицами и прокладками из упругого эластичного материала. В валу выполнены отверстия, сообщающие полость между поршнями с полостью вала. 3 ил. СП с

д

з

5 6

-1

7

9 sti

А

Ji 6

Фиг. 4

А-А

Фиг. 2.

Б-Б

Фиг. 3)