Демпфер Советский патент 1982 года по МПК F16F9/48 

(54) ДЕМПФЕР

I

Изобретение относится к виброзащитной технике, а именно к демпферам бурильных колонн.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является демпфер, содержащий корпус, расположенные в нем порщень со щтоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпорщневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между поршнем и основным клапаном. Порщень и шток не имеют полостей для прохода жидкости 1.

Недостатком данного устройства является невозможность использования демпфера при бурении скважин из-за отсутствия канала для прохода промывочной жидкости и узла для передачи крутящего момента.

Цель изобретения - повыщение надежности и эффективности гашения продольных колебаний бурильного инструмента.

Указанная цель достигается тем, что демпфер, содержащий корпус, расположенные в

нем порщень со оттоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпоршневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между порщнем и основным клапаном, имеет щток и порщень, выполненные , и снабжен дополнтельным клапаном, установленньш последовательно с основным клапаном, связанным с ним пружиной и имеющим дроссельные отверстия,

10 сообщающие надпоришевую полость с полостью порщня.

Кроме того, на сопрягаемых поверхностях порщня и корпуса выполнены щпоночные пазы, а демпфер снабжен комплектом щаров,

15 размещенных в последних, и защитной втулкой с пружинным кольцом, фиксирующей положение щаров.

На фиг. 1 изображен демпфер, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

20

Демпфер содержит корпус 1 с калиброванным отверстием Б, расположенные в нем полые порщень 2 со щтоком 3, защитную гильзу 4, образующую надпоришевую полость 39 5, и основной клапан 6 с дроссельными отверстиямн В, связываюишми надпоршневую полость 5 с полостью 7, образованной корпу сом 1 и основным клапаном 6, и с калиброванным отверстием б. Последовательно с основным клапаном 6 .в надпоршневой поло ти 5 корпуса 1 установлен дополнительный клапан 8, связанный с основным 6 пружино 9и имеющий дроссельные отверстия Г, сообщаюиие надпоршневую полость 5 с полостью 10 поршня 2 посредством калиброванного отверстия Д, выполненного в поршне 2. Подпружиненные основной 6 и дополнительный 8 клапаны снабжены эластичными прокладками 11, жестко запрессованными в клапанах 6 и 8. Конструкпия выполнена безрезьбовой, быстроразборной за счет затвора, представляющего собой комплект шаров 12, размещенных в шпоночных пазах 13, выполненных на сопрягаемых поверхностях поршня 2 и корпуса 1. Положение шаров 12 фиксируется защитной втулкой 14 с пружинным кольцом 15. Корпур 1, поршет 2и защитная гильза 4 снабжены манжетами 16 и 17 и уплотнительным кольцом 18 соот ветственНо. Устройство устанавливается в нижней части бурильной колонны, например, над долотом или забойным двигателем (не показаны и работает следующим образом. В ненапруженном состоянии бурильной колонны подпружиненные клапаны 6 и 8 демпфера находятся в исходном положении с возможностью свободного хода. Рабочая жидкость, подаваемая буровыми насосами, поступает через калиброванное отверстие Д за счет перепада давления в полостях 7 и 10в надпоршневую полость 5 корпуса 1, при этом подпружиненный дополнительный к пан 8 открыт. В дроссельных отверстиях Г давление рабочей жидкости снижается, что обеспечивает открытие подпружиненного основного клапана 6 и поступление рабочей жидкости через калиброванное Б и дросселирующие отверстия В в надпоршневую полость 5 корпуса 1. В процессе работы на демпфер действует циклическая нагрузка, вызванная движением шарошки по забойной рейке. В момент отскока долота от забоя шток 3с поршнем 2 движется вверх, обеспечивая закрытие основным 6 и дополнительным 8 клапанами калиброванных отверстий Б и Д и сжатие пружины 9. При этом в надпорпшевой полости 5 повышается давление (жидкостная пружина сжимается) и часть знергин, затрачиваемой на отскок допо та, гасится, переходя в тепло рабочей жидкости и сжатие пружины 9, ограничивая при этом амплитуду перемещения долота, жестко связанного с поршнем 2, движение которого возможно из-за регламентированных утечек в системе герметизации демпфера. В момент, когда шарошки долота прошли ухаб забоя, жидкостная пружина распрямляется, перемещая шток 3 с порцгаем 2 вниз и прижимая долото к забою. При этом подпружиненные основной 6 и дополнительный 8 клапаны возвращаются в исходное положе;ние, обеспечивая подзарядку демпфера,рабочей жидкостью, и процесс работы повторяется. Экономический эффект от внедрения предлагаемого демпфера складывается из повышения межремонтного периода забойных двигателей, опор долота и, как следствие, проходки на долото и механической скорости бурения. Демпфер обеспечивает эффективное гашение продольных колебаний бурильной колонны, удобен в эксплуатации и обслуживании. Формула изобретения 1.Демпфер, содержащий корпус, расположенные в нем поршень со штоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпоршневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между поршнем и основным клапаном, о т л И: чающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности гашения продольных колебаний бурильного инструмента, щток и поршень выполнены полыми, а демпфер снабжен дополнительным клапаном, установленным последовательно с основным клапаном, связанным с ним пружиной и имеющим дроссельные отверстия, сообщающие надпоршневую полость с полостью поршня. 2.Демпфер по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что «а сопрягаемых поверхностях поршня и корпуса выполнены шпоночные пазы, а демпфер снабжен комплектом шаров, размещенных в последних, и защитной втулкой с пружинным кольцом, фиксирующей положение шаров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W 697763, кл. F 16 F 9/48, 1978 (прототип).