Демпфер для гашения продольныхКОлЕбАНий буРильНОгО иНСТРуМЕНТА Советский патент 1981 года по МПК F16F5/00 

(54) ДЕМПФЕР ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

чески связана с затрубным npocrpaHctBOM посредством канала Б. Средняя жидкостная пружйнМ представляет собой поршень 6 с хвостовиком, в котором выполнены два калиброванных канала В и Г, обеспечивающие гидравлическую связь центрального промывочного канала Д с затрубным пространством посредством канала Ж и с рабочей камерой, расположенной над поршнем 7 третьей жидкостной пружины посредством совмешения канала 3 с каналом Г.

Для создания мощностной пружины с определенной жесткостью в поршне 6 встроен насадок 8 с калиброванным отверстием.

Отверстие Д поршня 7, обраш.енного к инструменту (не показан), представляет собой диффузор струйного насоса с изменяюшейся характеристикой. На конце поршня 7 третьей жидкостной пружины выполнена присоединительная резьба. Для передачи крутя шего момента в штоке поршня 7 и корпусе 4 выполнено шпоночное соединение со шпонкой 9. Поршни б и 7 представляют собой струйный насос с изменявшейся характеристикой. Характеристика струйного насоса меняется с изменением расстояния от насадка 8 в виде сопла до горловины Д диффузора при их относительном движении в -процессе работы. Все элементы демпфера герметизируются резиновыми кольцами 10- 16.

Демпфер работает следующим образом.

Демпфер устанавливается в необходимом месте бурильной колоннь, например над долотом (не показано) на вал забойного двигателя (если способ бурения не роторный).

Промывочная жидкость, подаваемая буровым насосом (не показан) за счет перепада давления, срабатываемого в каналах А, в насадке 8 и канале Д жидкостных пружин, выдвигает шток с долотом поршня 7 до упора на забой. Долото, перекатываясь по ухабообразному забою, является источником колебаний, которые снижают надежность ряда базовых элементов бурильной колонны, и параметры режима бурения. Шток поршня 7 с жидкостными пружинами находится в крайнем верхнем положении, что соответствует отскочившему долоту. Перепад давления, срабатываемый .в насадке 8 струйного насоса, действуя на поршень 7, выдвигает шток поршня Т, прижимая долото к забою. Если амплитуда колебаний больше хода поршня 7, что возможно для забойных двигателей с большим числом оборотов, то при остановке верхнего поршня 5 включается в работу поршень 6. При еше больших амплитудах колебаний включается в работу и нижний поршень 7, что достигается совмещением каналов 3 и Г.

Поршни 5, 6 и 7 выполнены с возрастающими .размерами, что позволяет дифференцированно подходить к различным частотам продольных колебаний и обеспечивать непрерывный контакт долота с забоем скважинЫ при любых амплитудах продольных воли.

Если же долото находится в контакте с забоем и начинает двигаться вверх (шарошки «набежали на ухаб забоя), шток поршня 7, жестко связанньгй с долотом, также движется вверх, отверстия каналов 3 и Г перекрываются, давление рабочей жидкости в полости над поршнем 7 повышается, при этом энергия колебаний рассеивается в виде тепла.

При взаимном движении телескопических поршней 6 и 7 изменяется расстояние между соплом 8 струйного насоса и горловиной Д диффузора, что изменяет характеристику струйного насоса, изменяется перепад давления, подача и т.д., а следовательно, и жесткость жидкостной пружины.

Устройство обеспечивает надежную работу долота, забойного двигателя и бурильной колонны, повышает механическую скорость бурения, проходку на долото, увеличивает межремонтный период забойного двигателя.

Формула изобретения

1.Демпфер для гашения продольных колебаний бурильного инструмента, содержащий корпус, систему плавающих рабочих поршней с центральным промывочным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности избирательного гашения по заданным частотам продольных колебаний, рабочие поршни выполнены дифференциальными, с телескопическим расположением относительно друг друга, отверстие нижнего поршня,,обращенного к инструменту, представляет собой диффузор струйного насоса с изменяющейся характеристикой, а последний с ним поршень снабжен соплом.

2.Демпфер По п. 1, отличающийся тем, что рабочие поршни установлены в корпусе с возможностью осевого перемещения, в корпусе и поршнях выполнены радиальные каналы, связывающие подпоршневые камеры с затрубным пространством, а надпоршневые - с центральным промывочным каналом, камера под поршкем с соплом связана и с центральным промывочным каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР .№ 439648, кл. F 16 F 5/00, 1974 (.