Динамический гаситель вибрации долота

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 Е 21 В 17 07, 1908

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

8 !

7! г!

Юиг. !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3792747/22-03 (22) 13.07.84. (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (72) А. Е. Едиев (53) 622.24.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 810925, кл. Е 21 В 17/07, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 717274, кл. Е 21 В 17/07, 1978. (54) (57) 1. ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ

ВИБРАЦИИ ДОЛОТА, включающий корпус с присоединительными элементам и, во внутренней полости которого установлены упругий элемент, генератор колебаний и расположенные над и под ним виброприемÄÄSUÄÄ 1276798 ники, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения вибрации за счет расширения диапазона работы, генератор колебаний выполнен в виде обоймы, верхняя часть которой имеет радиальные лопасти, а нижняя — волнистые выступы, полость над генератором связана с осевым каналом корпуса над верхним виброприемником парой напорных трубок, нижние концы которых направлены в сторону, противоположную вращению долота, нижний виброприемник имеет верхнюю поверхность, ответную нижней поверхности генератора колебаний, и взаимодействует с последней через шаровые элементы, причем упругий элемент расположен между корпусом и нижним виброприемником.

1276798

2. Гаситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью понижения остаточных колебаний долота, он снабжен расположенным между виброприемниками пружинным гасителем.

3. Гаситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, пружинный гаситель выполнен в виде двух соединенных большими основаИзобретение относится к интенсификации процесса бурения, в частности к устройствам для гашения колебаний долота встречными вибрациями.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения вибрации за счет расширения диапазона колебаний.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — пружинный гаситель, первый вариант; на фиг. 5 — то же, второй вариант.

Динамический гаситель вибрации долота (фиг. 1) включает корпус, 1, во внутренней полости которого установлены упругий элемент, генератор колебаний 2 и расположенные над и под ним нижний и верхний виброприемники 3 и 4. В верхней и нижней частях корпуса имеются отверстия с замковыми резьбами для присоединения к колонне бурильных труб 5 и долота 6.

Генератор колебаний (фиг. 1 — 3) выполнен в виде обоймы, верхняя часть которой имеет лопасти 7, а нижняя — волнистые выступы 8 и полость над ним сообщается посредством двух напорных трубок 9 с осевым каналом корпуса над верхним виброприемником. Нижние концы трубок 9 изогнуты в сторону, противоположную вращению долота бурильной колонны так, что струи напорной жидкости направлены на углубления 10, расположенные на верхней поверхности обоймы между лопастями 7. Волнистые выступы 8 выполнены на торцах нижней части обоймы генератора в количестве не менее двух. Нижний виб. роприемник 3 имеет на верхней поверхности кольцевые углубления 11 с ответной волнистой поверхностью дна, на которые устанавливаются волнистые выступы обоймы генератора, взаимодействующие с ними через шарики 12.

На боковой и торцовой поверхностях нижнего виброприемника установлены упругие элементы в виде полушаров 13, контактирующих с корпусом 1. Нижняя часть

40 ниями конусных пружин, между которыми расположен упругий материал, например, в виде шаров.

4. Гаситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пружинный гаситель выполнен в виде двух соединенных меньшими основаниями пружин, средние части которых через пружинную подвеску связаны с корпусом. виброприемника 3 имеет выступающую втулку 14 с шлицами 15, входящую в ответные шлицы проходного канала корпуса, чем обеспечивается стопорение виброприемника от вращения и контакт его через корпус с долотом и бурильной колонной.

Напорные трубки сообщаются с осевым каналом корпуса посредством стакана 16, на который установлен виброприемник 4, зафиксированный от вращения с корпусом штырями 17, входящими в углубления стакана. На внутренней поверхности верхнего виброприемника 4 установлены упругие полушары 18, контактирующие со стаканом 16. Между виброприемниками 3 и 4 располагают один из вариантов пружинных гасителей 19 или 20 (фиг. 4 и 5).

Пружинный гаситель 19 состоит из двух конусных вибропередающих пружин 21, верхней секции 22, выполненной с пальцами 23, входящими в ответные отверстия нижней секции 24, между секциями установлен упругий материал, например в виде шаров 25.

Обе секции по оси имеют проходное отверстие 26.

Пружинный гаситель 20 выполнен в виде двух пружин 27 с конусностью, убывающей к середине, и соединенных между собой меньшими основаниями. Между двух конусных пружин с наружной стороны располагается пружинная подвеска, состоящая из наружной и внутренней частей 28 и 29, причем наружная двумя пружинами 30 присоединена к серединам каждой корпусной пружины, а внутренняя связана с корпусом 1 поперечной пружиной 31.

Динамический гаситель вибрации долота устанавливается при роторном и турбинном способах бурения над долотом. При необходимости дополнительные динамические гасители вибрации долота устанавливаются в компановке бурильной колонны.

При роторном бурении количество устанавливаемых непосредственно над долотом виброгасителей определяется в зависимости от степени частоты и амплитуды колебаний, вырабатываемых долотом.

1276798

Динамический гаситель работает следующим образом.

В процессе бурения промывочная жидкость, проходя через динамический гаситель долота под напором двумя трубками 9, направляется на углубления 10 генератора 2, вызывая его вращение в обратную сторону вращения бурильной колонны. По проходу, образованному радиально выступающими лопастями 7, жидкость направляется к центру генератора — в проходной канал виброприем ника. Суживающиеся к центру генератора лопасти изогнуты к центру в сторону, противоположную вращению бурильной колонны. Угол изгиба лопастей влияет на число оборотов генератора, определяя частотную характеристику гасителя.

Вибрации генератора возникают от взаимодействия волнистых поверхностей генератора и виброприемника в процессе их вращения. Генерируемые при их вращении автономные колебания, направленные вниз от генератора виброприемнику и долоту, гасят встречные вибрации долота. Соответствие генерируемых колебаний устройства в целом вибрациям долота достигается путем подбора частотных и амплитудных характеристик устройства в зависимости от заранее выявленных опытным путем вибраций долота, замеренных при проходке оп редел е н но ко н кретн ы х пород.

Конструкци и динамических гасителей рассчитываются на определенные заранее исследованные грунтовые условия, аналогичные исследуемым.

1276798

Составитель В. Петросов

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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