Амортизатор бурильной колонны Советский патент 1981 года по МПК E21B17/06 

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к гасителям колебаний бурильной колонны.

Известен буровой амортизатор, содержащий корпус, ствол, снабженный кулачками для взаимодействия с упругим элементом, сам упругий элемент, выполненный в виде разрезной втулки 1.

Недостаток амортизатора заключается в односторонности действия (т.е. работает только в сжатой части бурильной колонны) и жесткость его нельзя регулировать в процессе бурения. Изменение жесткости в данной конструкции амортизатора производится только путем замены упругого элемента, для чего нужно проводить разборку и сборку амортизатора.

Эти недостатки не позволяют устанавливать амортизатор & растянутой зоне бурильной колонны в виде вторичной виброзащиты.

Известен также амортизатор бурильной колонны, включающий корпус, ствол, узел передачи крутящего момента, упругий элемент в виде нескольких коаксиально расположенных прорезных оболочек, общую консольную заделку и различную длину, и кулачок с двухсторонней конусной поверхностью, установленной с возможностью взаимодействия, со свободным концом оболочек упругого э лемента.

Этот амортизатор работоспособен как при установке его в сжатой части бурильной колонны, так и в растянутой 2. 5 Недостаток амортизатора заключается в том, что он не обеспечивает регулирования величины его рабочего хода для уменьшения динамических нагрузок на опоры долота.

Цель изобретения - регулирование веfQ личины рабочего хода амортизатора.

Поставленная цель достигается тем, что верхняя и нижняя конусные поверхности кулачка выполнены с разными углами наклона, причем с целью увеличения плавности и величины рабочего хода ствола амортизатора разрезные оболочки упругого элемента установлены одна относительно другой с зазором, а конусные поверхности кулачка выполнены на его наружной поверхности для взаимодействия с упругим элементом.

На чертеже показан амортнзатор буриль ной колонны.

Амортизатор имеет корпус , на одном конце которого находнтся переводник 2 для соединения с бурильной Колонной, а другой

соединен с втулкой 3, имеющей в верхней части узел передачи крутящего момента, выполненный в виде квадратного зацепления втулки 3 со стволом 4.

Внутри корпуса 1 установлены упругие элементы 5 и 6, представляющие собой набор коаксиально расположенных концентрических разрезных оболочек. Одним концом они соединены с корпусом 1, а другой конец свободный (консольная заделка) и взаимодействуют с профилем кулачка 7, соединенного жестко со стволом 4. Причем оболочки упругих элементов 5 и 6 расположены одна относительно другой с концентрическим зазором, величину которого устанавливают в зависимости от жесткости оболочек и формы поверхности контакта кулачка 7 с упругими элементами. Рабочая поверхность кулачка выполнена с двухсторонней конусностью, причем верхняя 8 и нижняя 9 конусные поверхности кулачка имеют разные углы наклона а и у5 соответственно. Для исключения попадания промывочной жидкости в амортизатор, установлены верхние 10 и нижние. 11 уплотнения. Нижнее уплотнение 9 поджато гайкой 12. Ствол 4 соединяется с бурильной колонной при помощи резьбовой части 13.

Амортизатор бурильной колонны работает следующим образом.

Колебания осевой нагрузки нижней части бурильной колонны воспринимаются стволом 4, который перемещается относительно втулки 3 и трансформирует посредством кулачка 7 продольные свои перемещения в радиальные деформации упругих элементов 5 и 6 (в зависимости от того расположен ли амортизатор в сжатой или растянутой части бурильной колонны). При этом упругий элемент накапливает энергию за счет упругой деформации, а при снижении импульса осевой нагрузки отдает накопленную энергию бурильной колонне, расположенной под амор тизатором. За счет выполнения конусных поверхностей кулачков с различным углом наклона изменяется длина рабочего хода при

установке амортизатора в сжатой или растянутой частях бурильной колонны. Так, например, если угол наклона «1 конусной поверхности 8 больще угла наклона f поверхности 9, то при установке такого амортизатора над долотом уменьщаются динамические нагрузки на опоры Долота за счет лучщего отражения упругих волн, образующихся при бурении.

Технико-экономический эффект достигается за счет повышения срока службы элементов бурильной колонны и увеличения проходки н.а долото.

Формула изобретения

. Амортизатор бурильной колонны, вклю чающий корпус, ствол, узел передачи крут:ящего момента, упругий элемент в виде нескольких коаксиально расположенных прорезных оболочек, имеющих общую консольную заделку и различную длину и кулачок с двухсторонней конусной поверхностью, установленный с возможностью взаимодействия со свободным концом оболочек упругого элемента, отличающийся тем, что, с целью регулирования величины его рабочего хода, верхняя и нижняя конусные поверхности кулачка выполнены с разными углами наклона.

2.Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что разрезные оболочки упругого элемента установлены одна относительно другой с зазором.

3.Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что коиусные поверхности кулачка выполнены на его наружной поверхности для

взаимодействия с упругим элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 578425, кл. Е 21 В 17/06, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2722908/03, кл. Е 21 В 17/06, 12.02.79

(прототип).