Забойный амортизатор Советский патент 1993 года по МПК E21B17/07 

Изобретение относится к забойному амортизатору, предназначенному для бурения скважин малого диаметра, например, в геолого-разведочном бурении.

Цель изобретения - повышение эффективности работы амортизатора за счет создания амортизатора малого диаметра с переменной динамической характеристикой и с рабочими элементами, обладающими долговечностью, высоким козффицш п- том трансформации энергии, обеспечивающего гашение широкого диапазона амплитуд вибраций долота.

На фиг. 1 изображен забойный амортизатор, разрез; на фиг. 2 - сечение A-A :ia фиг. 1.

Забойный амортизатор содержит корпус 1, выполненный с расположенные гю

длине внутренней поверхности друг под другом конусными выступами 2. шпиндель 3 с расположенными по наружной поверхности, между конусными выстумзмм 2 корпуса 1 сферическими выступами 4, верхний переводник 5, выполненный с пазами под шпонки б с верхней и нижней внутренними резьбами, служащими соответственно для соединения с буровым рычагом {не показан) и шпинделем 3, нижний переводник 7, соединенный резьбой с корпусом 1, расположенные между корпусом 1 и шпинделем 3 верхнюю неподвижную и нижнюю подвижную упорные шайбы 8 и 9 соответственно, размещенные в полостях 10 между упорными шайбами 8 и 9, конусными выступами 2 корпуса 1 м сферическими выступами 4 шпинделя 3 рабочие .элементы 11 в виде шариков и составную пружину прорезного типа со ступенями 12 и 13, установленную под нижней упорной шайбой 9, верхнюю двухступенчатую гайку 14, связанную резьбой с верхней частью корпуса 1, выполненную с пазами, образующими с пазами верхнего переводника 5 полости для размещения шпонок 6, нижнюю гайку 15, соединенную резьбой с нижней частью корпуса 1 и установленную под составной пружиной со ступенями 12 и 13.

Во время работы забойный амортизатор передает рабочую нагрузку и вращающий момент долоту, одновременно гася осевые вибрации последнего, При этом осевая нагрузка передается от бурового рычага посредством верхнего переводника 5. верхней упорной шайбы 8 и шпинделя 3 рабочим элементам 11 - шарикам, предварительно поджатым ступенями 12 и 13 составном пружины. Сила поджатая регулируется нижней гайкой 15, а вращение к долоту передается посредством шпонок б, размещенных в полостях, образованных между верхним переводником 5 и верхней двухступенчатой гайкой 14.

Гашение продольных вибраций долота происходит за счетдиссипативных сил, возникающих между прижатыми составной пружиной друг к другу ша риками 11, а также за счет того, что шарики 11, прижатые друг

,,

15

20

30

35

45

к дру| у в каждой полости 10, представляют собой пакет с определенной массой. При перемещении пакетов шариков 11 возникает инерционный эффект, который также способствует гашению продольных вибраций долота. В зависимости от амплитуды вибраций,, начинают последовательно работать ступени 12 и 13 составной пружины, в результате чего перемещение пакетов шариков 11 бывает большим или меньшем в зависимости от степени их поджатия составной пружиной, в результате чего обеспечивается переменная динамическая характеристика амортизатора.

В то же время в результате сил трения, которые возникают при движении шариков 11, значительная часть-энергии продольных колебаний трансформируется в тепловую энергию.

Формула изобретения

1. Забойный амортизатор, включающий корпус с верхним переводником, шпиндель с нижним переводником, расположенные между корпусом и шпинделем верхнюю и нижнюю упорные шайбы, размещенные в полости между шайбами, корпусом и шпинделем рабочие элементы и составную пружину, установленную под нижней упорной шайбой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы амортизатора, он снабжен верхней двухступенчатой гайкой с пазами под шпонки, связанной с верхней частью корпуса и нижней гайкой, установленной под составной пружиной, а верхний переводник выполнен с пазами, образующими с пазами верхней гайки полости для размещения шпонок, причем корпус выполнен с расположенными по длине внутренней поверхности друг под другом конусными выступами, шпин- дель -- с расположенными по наружной поверхности между выступами корпуса сферическими выступами, а рабочие элементы в виде шариков,

2. Амортизатор по п,1, отличающийся тем, что составная пружина выполнена о виде пружины прорезного типа.

f4

Фи г. I

Использование: гашение колебаний бурильной колонны при бурении скважины малого диаметра при геолого-разведочных работах. Сущность изобретения: забойный амортизатор включает корпус с расположенными по длине внутренней поверхности друг под другом конусными выступами, шпиндель со сферическими выступами, расположенными по наружной поверхности между конусными выступами корпуса, верхний переводник, соединенный со шпинделем, нижний переводник, соединенный с корпусом, расположенные между шпинделем и корпусом верхнюю и нижнюю упор2 ные шайбы, составную пружину прорезного типа, установленную под нижней упорной шайбой, верхнюю двухступенчатую гайку, соединенную с корпусом и образующую с верхним перегзодником шпоночный узел мл я передачи крутящего момонта ос колони;. труб к долоту, нижнюю подвижную гяйку, соединенную с корпусом, рабочие эле;.-он-ы в виде пакетов шариков, размещенные ч полостях между упорными шайбами, конусными выступами корпуса и сфепичзсул -м:. выступами шпинделя, служащие для гг-шг- ния продольных вибраций долота зй счет диссипативных сил, возникающих мгжпу прижатыми составной пружиной друг к другу-шариками, а также за счет того, что каждый пакет шариков обладает определенными массами, при перемещо- нии которых возникает инерционный эффект, способствующий также гашению продольных вибраций долота. Прм этом перемещение пакетов шариков зэоисмт н-.н только от амплитуды вибргций, но и от степени их поджатия составной пружиной, ч результате чего обеспечивается перемоч- ная динамическая характеристика амортизатора. 1 з.п, ф-лы, 2 ил,