Бурильный амортизатор Советский патент 1982 года по МПК E21B17/07 

(S) БУРИЛЬНЫЙ АМОРТИЗАТОР

Изобретение относится к горной технике, в частности к инструменту для бурения скважин. Известен амортизатор бурильной колонны, содержащий три концентрически расположенных цилиндрических винтовых пружины с витками прямоугольного сечения. У каждой пружины длинная сторона сечения витков расположена параллельно оси пружины Такие пружины могут быть образованы из цилиндрического корпуса со стенками постоянной толщины посредством прорезания в нем сквозной винтовой щели равной ширины tl 1. Недостатком данного амортизатора является недостаточная эффективность дробления отраженных от забоя ударных импульсов большой амплитуды при ударно-вращательном бурении. Амортизаторы дробят ударные импульсы всего на два, и в случае, если ударный импульс более чем в два раза превышает допустимую нагрузку на конструк цию рабочего органа станка, то один из двух вновь полученных и прошедших через амортизатор импульсов тоже превышает допустимую нагрузку, что является причиной выхода из строя станка. Наиболее близким по техническому решению к изобретению является буровой амортизатор, включающий цилиндрический корпус с переменной толщиной стенки и щелями переменной ширины, установленный на наружной поверхности корпуса герметизатор 2. Однако данный амортизатор дробит отраженный от забоя ударный импульс на бесконечное число малых импульсов, так как щели корпуса закрываются постепенно, начиная снизу, по мере возрастания ударной нагрузки, при этом гасятся ударные импульсы, возвращающиеся к долоту, что резко снижает эффективность разрушения крепких пород. 39 Цель изобретения - повышение эффективности работы амортизатора за счет возвращения к забою ударных им пульсов аккумулированной энергии гЬтскока;, Поставленная цель достигается тем, что в бурильном амортизаторе, включающем цилиндрический корпус с переменной толщиной стенки и со щелями установленный на наружной поверхности корпуса герметизатор, щели расположены на корпусе по винтовой линии и каждая щель имеет участ ки с сечением, большим сечения щели причем указанны% участки расположены на корпусе параллельными горизон тальными рядами. При этом герметизатор может быть выполнен в виде ленты, уложенный вн хлест спиральными витками на наружной поверхности корпуса, один конец ленты расположен на корпусе свободно, а другой жестко с ним связан. На чертеже изображен бурильный амортизатор. Бурильный амортизатор устанавливается между бурильной штангой 1 и коронкой 2, и состоит из корпуса 3с толщиной стенки, убывающий к за бою и со щелями f, расположенными по винтовой линии и имеющими участки 5 с сечением, больше сечения щели. Участки 5 расположены на корпус параллельными горизонтальными рядами образующими уровни I-IY имеющие различную жесткость. На наружной поверхности корпуса расположен герметизатор, выполненный в виде ленты 6, уложенной внахлест спиральными витками. Один конец ленты 6 расположен на корпусе свободно, а другой жестко с ним связан. Бурильный амортизатор работает следующим образом. При большой амплитуде ударного импульса амортизатор сжимается и прорези первого горизонтального уро ня расположенного на участке аморти затора с наименьшим сечением, закры ваются. Дальнейшее сжатие амортизат ра происходит по следующему участку с большей жесткостью пока не сомкну ся прорези следующего горизонтально го уровня. Далее поочередно закрываются горизонтальные уровни вышерасположенных прорезей, пока амортизатор не сожмется полностью жесткость каждого последующего-уровня увеличивается на одну и ту же величину, что соответствует закону линейного увеличения жесткости, вытекающего из линейного закона изменения толщины стенок корпуса амортизатора. За счет того, что щели корпуса имеют участки с сечением большим сечения щели и указанные участки расположены на корпусе параллельными Горизонтальными рядами, отраженный от забоя ударный импульс дробится на конечное (равное числу уровней с различной жесткостью) число импульсов, амплитуда каждого из которых меньше допустимого по условию прочности узлов и дет-алей амортизатора значения, что обеспечивает возвращение к забою ударных импульсов аккумулированной энергии отскокапородоразрушающего инструмента. При использовании амортизатора в бурильных агрегатах с промывкой или продувкой скважины, корпус амортизатора закрывается герметизатором, выполненным в виде упругой спиральной ленты, жестко закрепленной нижним концом на корпусе амортизатора, причем, направление навивки спирали-правое. Это необходимо для того, чтобы при бурении скважины от трения шлама спираль не раскручивалась. Лента уложена на наружной поверхности корпуса внахлест. Бурильный амортизатор предлагаемой конструкции позволяет аккумулировать энергию удара при отскоке коронки с последующим возвратом ее забою, преобразовывать осевые деформации в крутильные, что повышает эффективность разрушения породы при ударе коронки о забой, преобразовывать крутильные деформации в осевые, что облегчает режим работы вращателя, дробить отраженные от забоя ударные импульсы, что снижает действие ударных нагрузок на узлы бурильного агрегата и станка в целом. Технология изготовления амортизатора проста и под силу ремонтным мастерским приисков и участков. Технико-экономический эффект заключается в уменьшении времени и материальных затрат на проводку скважины путем повышения эффективности разрушения крепких пород в скважине с обеспечением долговечности работы элементов бурильной колонны.