Наддолотный амортизатор Советский патент 1979 года по МПК E21B17/06 

(54) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР

Изобретение относится к горному делу, в частности к средства.м бурения шарошечнь Ш и иными долотами и может быть использовано для гашени вибраций и ударных нагрузок, а также в механизмах и, установках, в которых могут иметь место подобные вибрации. Известен амортизатор, содержащий корпус, шток, переходник, эласт ные элементы различной жесткости, установленные с возможностью взаимо действия со штоком и корпусом ii . Недостаток конструкции заключается в недостаточной степени гаше ния колебаний бурильной колонны. Известен наддолотный амортизатор, включающий корпус, шток, размещенные между ними друг над другом два предварительно сжатых упру гих элемента, один торец которых размещен на промежуточной опоре (стакане), причем второй торец ниж го упругого элемента размещен на опорной поверхности штока 2. В известной конструкции ненадеж ны соединения пружин с валом и кор сом, что является причиной их преж девременного выхода из строя, а также - недолговечны в работе из-з разрушающего действия знакопеременных деформаций в элементах передачи крутящего момента и наличия сильного трения в этих элементах. Такое выполнение упругого звена вызывает появление дополнительных нежелательных осевых ударных нагрузок со стороны штока на нижний торец стакана, что схоже с работой наковальни и, как правило, - заклинивание стакана в корпусе, что может полностью вывести амортизатор из строя. Кроме того, недостаточный диапазон изменения жесткости исключает плавный переход от меньших нагрузок к большим и наоборот, и тем самым способствует появлению дополнительных вредных знакопеременных нагрузок, приводящих также к преждевременному выходу амортизатора из строя. Цель изобретения - повышение эффективности раьоты амортизатора за счет п.павного изменения его жесткости. Поставленная цель достигается тем,, что шток имеет упорную шайбу для взаимодействия со вторым торцом верхнего упругого элемента, а промежуточная опора жестко связана с корпусом. На чертеже схематично показан наддолотный амортизатор. Амортизатор включает корпус 1, шток 2, на котором размещены упругий элемент 3, выполненный из упруго-деформирующегося материала, и упруп й элемент 4, выполненный из составной (концентрической) пружины сжатия. Корпус 1 имеет кольцевой выступ 5, на который опираются торцы упругих элементов 3 и 4, а шток 2 - закрепленную гайкой 6 упор ную шайбу 7, в которую упирается торец упругого элемента 3. Упругие элементы 3 и 4 в процес се сборки сжимаются до расчетной величины гайкой 6. Крутящий момент передается от корпуса штоку через шарики 8. С колонной бурильных труб амортизатор соединяется переходником 9. Наддолотный амортизатор работает следующим образом. Осевая нагрузка передается, от пе реходника 9 корпуса 1 посредством кольцевого выступа корпуса на составную пружину сжатия 4 через шток 2к долоту. Шток 2, гайка 6, упругие элементы 3 и 4 составляют одно целое и связаны с корпусом 1 через упругие элементы 3 и 4 посредством кольцевого выступа 5 ..корпуса 1 и шарико 8 что позволяет штоку 2 име,ть своб ный ход впродольном направлении. Осевые колебания штока 2, возникающие -при работе долота на забо воспринимаются упругими элементами 3и 4 и передаются через корпус 1 переходнику 9 значительно уменьш ными. Таким образом, постоянно прилож ная статическая нагрузка передаетс на упругий элемент 4(пружины сжати через кольцевой выступ 5 корпуса 1 амортизатора, а динамическая нагру ка, вызванная взаимодействием доло та с забоем, через шток 2 - к упру му элементу 4. При одновременном действии статической и динамическо нагрузок, при несовпадении их знаков, упругий элемент 4 все время сжимается, а при изменении знака динамической нагрузки он разгружается и тем самым нагружается упругий элемент 3 (упруго-демпфирующий материал) . По мере увеличения нагрузки на упругий элемент 3 разгружается до полной разгрузки и таким образом, потенциальная энергия сжатия (упругого элемента 3) высвобождается, т.е. переходит в тепловую энергию и рассеивается. Таким образом, рассеивание энергии вредных колебаний осуществляется, в основном, упругим элементом 3.. Кроме того, при разгрузке жесткость упругого элемента 3 уменьшается, и, следовательно, характеристика амортизирующего звена получается гибкой с гистеризисом. Формула изобретения Наддолотный амортизатор, включающий корпус, шток, размещенные между ними друг над другом два предварительно сжатых упругих элемента, один торец которых размещен на промежуточной опоре, причем второй торец нижнего упругого элемента размещен на опорной поверхности штока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы амортизатора за счет плавногоизменения его жесткости, шток имеет упорную шайбу для взаимодействия со вторым торцом верхнего упругого элемента, а промежуточная опора жестко связана с корпусом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 312038, кл. Е 21 В 17/06, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 281323, кл. Е 21 В 17/00, 1967 (прототип).