Демпфер крутильных колебаний бурильного инструмента Советский патент 1981 года по МПК E21B17/07 

1

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройстЪам дпя снижения крутильных колебаний бурильного инструмента.

Известен демпфер крутильных колебаний, включающий корпус, вал и эластичные элементы, расположенные в замкнутых объемах между валом и корпусом Cll ,

К недостаткам известного гасителя крутильных колебаний, относится, во-первых, наличие эластичных элементов, ресурс которых ограничен, а рабочие характеристики упругого элемента снижаются в процессе эксплуатации; во-вторых, он имеет сложную конструкшпо с низким коэффициентом восстанавливаемости, поэтому имеет низкую эффективность гашения крутильных колебаний.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гаситель колебаний низа бурильной колонны, включающий корпус, полый вал и установленный в полости между ними поршень, при

этом надпоршевая полость гидравлически связана с внутритрубным пространством, а подпоршневая - с затрубным 23

Недостаток этого гасителя колебаний заключается в том, что он не обеспечивает достаточной эффективности гашения крутильных колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности гашения крутильных колебаний.

Поставленная цель достигается тем,

10 что поршень связан с валом, посредством винтовой пары, образующей канал для связи надпоршневой и подпоршневой полостей, причем наружная поверхность поршня в поперечном сечении имеет проISфильную форму,-а корпус - ответную ей поверхность.

На фиг. 1 покагзана конструкция демпфера; на фиг. 2 - сечение А-А на ф11Г. 1.

Демпфер состоит из корпуса 1 и ва20ла 2, образующих полость, в которой установлен плавающий поршень 3. Вал и поршень связаны посредством винтовой пары, резьба которой выполнена с большим углом подъема и образует канал для связи надпоршневой и подпоршневой полостей. Плавающий поршень 3 выполнен профильной формы иразмещается в ответном отверстии корпуса 1. Профильная форма соединения поршень корпус обеспечивает передачу крутящего момента. Передача осевого усипия осуществляется через осевую опору 4, закрепленную в кЬрпусе 1 посредством переводника S, Герметизация демпфера достигается уппотнительными элементами 6-8. Надпоршневая полость гидравлически связана с внутритрубным пространством посредством калиброванного отверстия 9 вьшолненного в валу 2, а подпоршневая с затрубным пространством посредством канала 10, выполненного в корпусе 2. Устройство работает следующим обра зом. В процессе бурения долото является источником продольных, поперечных: и крутильных колебаний, действующих на различные элементы бурильного инструмента. Демпфер крутильных колебаний устанавливается в нижней части бурильной колоннь, например над забойным двигателем, При увеличении крутящего момента корпус 1 и вал 2 поворачиваются относительно друг друга, заставляя подниматься поршень 3 по винтовой линии, преодолевай перепад давления в наапорш «евой и подпоршневой полостях, при это часть жидкости дросселируется через за зоры поршня с корпусом и по лабиринтам винтовой пары. 14 При снижении крутящего момента, что возникает при отскоках и раскручивании бурильной колонны реактивным моментом, перепад давления возвращает плавающий поршень 3 по винтовой паре с малым коэффициентом трения в первоначальное положение. Затем работа повторяется. Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении скорости бурения при увеличении долговечности всех элементов бурильной колонны. Формула .-изобретени Демпфер крутильных колебаний бурильного инструмента, включающий корпус, полый вал и установленный в полости между ними поршень, надпоршневая полость гидравлически связана с внутритрубным пространством, а подпоршневая - с затрубным, отличаюшийс я тем, что, с целью повьпиения эффективности гашения крутильных колебаний, поршень связан, с валом посредством винтовой пары, образующей канал для связи надпоршневой и подпоршневой полостей, причем наружная поверхность поршня в поперечном сечении имеет профиль-, ную форму, а корпус - ответную ей поверхность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1, Двторское свидетельство СССР № 443961, кл, Е 21 В 17/06, 1971. 2, Авторское свидетельство СССР № 665076, кл. Е 21 В 17/06, 1977.

gjus.l

А-4