Наддолотный амортизатор

 

НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТО ), содержащий корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком. связанный с переходником на долото и образуюший с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка , деляшая последнюю на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая газом,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения осевых колебаний при прямом и обратном ходах штока, кольцевая перегородка жестко связана с патрубком и имеет для связи газовой и жидкостной полостей осевые отверстия, причем на патрубке для перекрытия последних со стороны газовой камеры подвижно установлен кольцевой клапан с калиброванными отверстиями. (Л СЛ ел 00 Oliib оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з15д E 21 В 17/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3294356/22-03 (22) 27.05.81. (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) P. С. Яремийчук, В. А. Вареник, 5:М. Кифор и В. Н. Лотовский (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 622.24.05 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 312038, кл. Е 21 В 17/07, 1969.

2. Патент США № 4055388, кл. 267-125, опублик. 1977 (прототип) (54) (57) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, содержащий корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком, „„SU„„1055848 А связанный с переходником на долото и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, делящая последнюю на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая газом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения осевых колебаний при прямом и обратном ходах штока, кольцевая перегородка жестко связана с патрубком и имеет для связи газовой и жидкостной полостей осевые отверстия, причем на патрубке для перекрытия последних со стороны газовой камеры подвижно установлен кольцевой клапан с калиброванными отверстиями.

1055848 ления.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для гашения ударов и вибраций, возникающих при работе долота на забое.

Известен наддолотный амортизатор, включающий корпус с центральным патрубком, клапан, кольцевой поршень, упругие элементы и камеру со сжатым газом !1).

Недостатком такого амортизатора является использование в качестве рабочего тела сжатого газа и резиновых упругих элементов.

Поскольку сжатый газ, находящийся в надпоршневой полости амортизатора, аккумулирует энергию ударов, возникающую при работе долота на забое, и практически целиком возвращает ее без рассеивания при возврате подвижного поршня амортизатора в крайнее нижнее положение, гашение осевых ударных нагрузок осуществляется резиновыми упругими элементами. Резиновые элементы под действием значительных ударных и вибрационных нагрузок быстро выходят из строя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является наддолотный амортизатор, включающий корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком, связанный со стволом и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, выполненная в виде плавающего поршня и делящая герметичную камеру на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая — газом (2).

Недостаток известного амортизатора заключается в том, что он обладает низкой эффективностью гашения возникающих колебаний, так как торможение полого штока амортизатора осуществляется только на прямом ходе амортизатора при сжатии в нем газа. Кроме того, амортизатор обладает большой жестокостью из-за того, что газ, воспринимая энергию ударов, возникающую при работе долота на забое, практически целиком ее возвращает без рассеивания при движении полого штока в исходное положение.

Цель изобретения — повышение эффективности гашения осевых колебаний при прямом и обратном ходах штока амортизатора.

Указанная цель достигается тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком, связанный с переходником на долото и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, делящая последнюю на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая газом, кольцевая перегородка жестко связана с патрубком и имеет для связи газовой и жидкостной полостей осевые отверстия, причем на патрубке для перекрытия последних со стороны газовой камеры подвижно установлен кольцевой клапан с калиброванными отверстиями.

На фиг. 1 показан наддолотный амортизатор, положение при прямом ходе; на фиг.

2 — то же, при обратном ходе.

Амортизатор состоит из корпуса, выполненного из связанных резьбой частей 1 и 2, коаксиально расположенного в корпусе и закрепленного в нем центрального патрубка 3 с осевым каналом 4, кольцевого поршня 5, шток которого 6 связан с переходником 7 на долото (не показано). Поршень 5 образует с корпусом герметичную полость, в которой расположена жестко связанная с патрубком 3 кольцевая перегородка 8, делящая герметичную полость на две камеры 9 и 10. Камера 9 заполнена сжаты м газом, а ка мер а 10 — ж идко стью.

Кольцевая перегородка 8 для связи газо20 вой 9 и жидкостной 10 камер имеет осевые отверстия 11, для перекрытия которых на патрубке 3 подвижно установлен кольцевой клапан 12 с калиброванными отверстиями 13, причем их суммарное сечение меньше суммарного сечения отверстий 11 перегородки 3. Кольцевая перегородка и кольцевой поршень 5 снабжены уплотнениями 14 и

15 соответственно.

Для зарядки газовой камеры корпус и меет з а рядн ы и узел 16.

Амортизатор устанавливается непосредственно над буровым долотом. Крутящий момент от бурильной колонны (вала забойного двигателя) передается к долоту от корпуса через шлицевые выступы 17 в корпусе амортизатора, упругий элемент 18 и шлицез5 вые выступы 19 хвостовика 7. Буровой раствор прокачивается через осевой канал 4 центрального патрубка 3 корпуса амортизатора.

Для обеспечения устойчивости работы амортизатора на любой глубине часть 2 корпуса образует с хвостовиком 7 компенсационную камеру 20, связанную каналом

21 с затрубным пространством.

В собранном виде амортизатор через зарядное устройство 16 заполняется вначале жидкостью до определенного уровня, а затем газом до некоторого начального давНаддолотный амортизатор работает следующимм об р аз о м.

Осевые удары, генерируемые долотом, через хвостовик 7 передаются кольцевому поршню 5, последний перемещается вверх (фиг. 1) — прямой ход, рабочая жидкость из камеры 10 по осевым каналам 11 в кольцевой перегородке 8 вытесняется в камеру

9, причем подвижный клапан 12 поднимается погоком жидкости вверх до упора. При этом происходит дополнительное сжатие газа, находящего в камере 9. При описан1055848

11

74

10

Одралмый,год фиг. 2

Составитель В. Родина

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 603 Подписное

РедакторН. Джуган

Заказ 9258/25

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ном перетоке рабочей жидкости движение кольцевого поршня 5 затормаживается за счет гидравлического сопротивления калиброванных отверстий в кольцевой перегородке 8 и поршень 5 останавливается после полного поглощения энергии ударов.

При течении жидкости через отверстия в кольцевой перегородке 8 часть энергии превращается в тепло, т.е. рассеивается, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний долота, соединенного через хвостовик 7 с кольцевым поршнем 5, и к снижению ударных нагрузок на бурильную колонну.

После торможения в крайнем верхнем положении кольцевой поршень 5 возвращается в исходное положение вниз — обратныи

15 ход 1фиг. 2) за счет энергии, аккумулированной при дополнительном сжатии газа в камере 9.

При этом рабочая жидкость перетекает из камеры 9 в камеру 10 через осевые каналы 13 подвижного клапана 12, который плотно прижимается к верхней торцевой поверхности кольцевой перегородки 8. Поскольку сечение отверстий в клапане 12 меньше сечения отверстий в кольцевой перегородке 8, возвращение кольцевого поршня 5 в исходное положение происходит замедленно, т.е. возвратно-поступательное

;вижение кольцевого поршня 5 — плавно заторможенное.

Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении темпа углубления скважины за счет повышения эффективности разрушения породы на забое скважины.