Наддолотный амортизатор

 

НАДДШОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий концентрично расположенные корпус и полый вал, образуншще кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крзггящего момента и демпфирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, отличающийс я тем, что, с целью упрощения его конструкции, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен зксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевыми проточками на наружной поверхности для размещения упругих копьцевьк элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, приг чем кольцевые упругие элементы выполнены в виде торов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ае <и> зсЮ E 21 В 17/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н CBTOPCNONIV CNPIARTKIINGTRV (21) 3537336/22-03 . (22) 10.01.83 (46) 23.11 ° 84. Бюл. В 43 (72) В.Г.Литвишко, Н.П.Литвинов и В.И.Зюбин (71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт-нефтяной промышленности . (53) 622.24.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 571577, кл. Е 21 В 17/07, 1972.

2. -Патент США Ф 4162619, кл. 64-23, опублик. 1978 (прототип) . (54) (57) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий концентрично расположенные корпус и полый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крутящего момента и демпфирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения его конструкции, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен эксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевыми проточками на наружной поверхности для размещения упругих кольцевых элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, причем кольцевые упругие элементы выполнены в виде торов.

4 1125353 2

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройствам по демпфированию колебаний бурильного инструмерта.

Известен наддолотный амортизатор, состоящий из корпуса и перемещаемого внутри него шлицевого вала с установленными в кольцевом пространстве между ними упругими элементами (1) .

Недостатками этого амортизатора 1О являются технологическая сложность при изготовлении и недолговечность упругих элементов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является над- 15 долотный амортизатор, .включающий концентрично расположенные корпус и по- . имекицие в сечении округлую форму и лый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи кру тящего момента и демпфирования осе- 20 вых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы f2) .

Недостатком известного амортизатора является то, что он технологически сложен. 25

Цель изобретения — упрощение конструкции амортизатора.

Указанная цель достигается тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем концентрично расположеннь е кор- щ0 пус и полый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крутящего момента и демп- . фирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен эксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевы40 . ми проточками на наружной поверхности для размещения упругих кольцевых элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, причем кольцевые упругие элементы выполне45 ны в виде торов. ной поверхности на вал 2. Поршень 4 на валу 2 снизу зафиксирован стопорным резьбовым соединением, состоящим из гайки 5 и стопорной фигурной шабы 6, наружные выступы которой отогнуты на грани гайки, а внутренний выступ 7 входит в шлицевую канавку 8 на валу 2.

Вал 2 в месте расположения узла передачи крутящего момента и узла демпфирования крутильных колебаний выполнен эксцентричным и входит в соответствующее эксцентричное отверстие корпуса 1 (фиг. 2). На эксцентричном участке вала по периметру проточены кольцевые канавки 9, глубину, достаточную для расположения кольцевых упругих элементов.В канавки 9 установлены тороидальные упругие кольца 10, изготовленные из эластомера. Вал 2 с поршнем 4 имеет возможность продольного смещения относительно корпуса 1 на величину хода, определяемого скоростью буре° ния и частотой подачи инструмента с поверхности, а также поворота, определяемого величиной зазора в эксцентричном соединении и упругостью колец 10. Надпоршневая полость 11 через отверстие 12 соединена с кольцевым пространством скважины, а подпоршневая 13 через шлицевую канавку

8 на валу 2 — с полостью внутри бу- . рильных труб. В отверстии 12 установлена скользящая разделительная пробка 14. В корпусе 1 установлена гильза 15, снизу ввинчен наддолотный ререводник 16, а сверху на вал навинчен соединительный переводник 17, С целью герметизации, гильзы 15 в корпусе 1 и цилиндрических резьб переводника 17 с валом 2 и корпуса 1 с переводником 16 в Местах соединения этих деталей установлены уплотнительные резиновые кольца 18, а для предохранения полости между корпусом 1 и переводником 17 от показания шлама в проточке переводника 17 ус1 тановлен войлочный сальник 19.

Йа фиг. 1 показан наддолотный амортизатор, продольный разрез ; на фиг.2— разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3— узел Х на фиг. 50

Наддолотный амортизатор содержит корпус 1, полый вал 2, образукицие кольцевую полость, размещенный в ней узел 3, служащий для передачи . крутящего момента и демпфирования крутильных колебаний, узел демпфирования осевых колебаний включающий поршень 4, напрессованный по конусПри сборке амортизатора на вал

2 напрессовывают поршень 4, который фиксируют гайкой 5 и стопорной шайбой 6. Указанные детали в сборке устанавливают в корпус 1, на вал навинчивают переводник 17, а в корпус ввинчивают переводник 16, после чего йадпоршневую полость 11 заполняют мас3 I 1253 лом и в отверстие 12 устанавливают пробку 14.

Наддолотный амортизатор работает следующим образом.

После сборки амортизатор включают в состав колонны бурильных труб, присоединяя снизу к нему долото, и спускают в скважину. При бурении крутящий момент передается от ротора буровой установки через колонну бу-,10 рильных труб на долото через переводник 17, .эксцентричное соединение вала

2 с корпусом 1 и наддолотный переводник 16.

Колебаний нагрузки от крутящего 15 момента вызывают повороты вала относительно корпуса и одностороннее сжатие колец 10. При этом сжатие колец 10 с одной стороны эксцентрика приводит к уменьшению степени сжатия gp их с противоположной стороны и перемещению материала колец без изменения объема, что существенно при упругих деформациях эластомеров. Одновременно происходит смещение оси ва- 2S ла относительно нейтрального положения на величину, несколько меньшую половины диаметрального зазора в эксцентричном соединении, что при53 4 водит к кратковременному увеличению крутящего момента. Нагрузка растяжения, приложенная к устройству, передается через переводник 17, вал 2, поршень 4, корпус 1 и переводник 16, а нагрузка сжатия — через переводник

17, вал 2; поршень 4 и переводник 16.

За рабочее давление наддолотного амортизатора принято гидродинамическое давление в бурильных трубах на глубине установки амортизатора с учетом потерь в колонне бурильных труб. Под действием этого давления корпус 1 с гильзой 15 стремится смес.,титься относительно вала 2 вниз на величину хода, определяемого величи ной.и частотой подачи инструмента с поверхности. При этом увеличивается объем подпоршневой полости 13 и уменьшается объем надпоршневой полости 11, из которой масло вытесняется через отверстие 12, смещая пробку 14.

Технико-экономический эффект заключается в том, что предлагаемое устройство стабилизирует работу долота и бурильных труб и повышает на-. дежность и долговечность работы бурильного инструмента.

1125353

Фиг.3

Составитель В.Родина

Редактор А.Гратилло Техред А.Бабииец Корректор О.Луговая

Заказ 8455/24 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4