Демпфер крутильных колебаний бурильного инструмента

 

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить эффективность работы за счет предотвращения заклинивания бурильного инструмента. Демпфер включает полый корпус 1 с внутренними выступами и отверстиями для сообщения его полости с затрубным пространя ством. Концентрично корпусу 1 размещен полый вал 2 с лопастями 3, образующими с выступами корпуса 1 нагнетательные полости (НП) 5. Они связаны с полостью вала 2 посредством верхних 6 и нижних 7 окон, выполненных в валу 2 и лопастях 3. Между окнами 6 и 7 вал 2 имеет перегородку 8, а на его нижнем торце под НП установлен регулировочный клапан (К)) П. Окна 6 снабжены обратными пластинчатыми К 9. В ходе работы демпфера промывочная жидкость через полость вала 2, окна 6 и 7, НП 5, К 9 и И поступает в колонковую трубу. Возникают крутильные колебания, поворачивающие корпус 1. При этом давление в НП 5 возрастает и жидкость выбрасывается через окна 7 в колонковую трубу. В результате инструмент приподнимается при избыточных крутящих моментах. Далее под действием давления жидкости в НП 5 корпус 1 вернется в исходное положение. 3 ил I (Л со ИшА. о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5И4 E 21 В 1707

z l

Je !

1(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! !7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3723887/22-03 (22) 11.04.84 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) М. Г. Тлеуов, P. С. Абдразаков и M. Т. Аубакиров (53) 622.24.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 894174, кл. Е 21 В 17/07, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 977683, кл. E 21 В 17/04, 1982. (54) ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет повысить эффективность работы за счет предотвращения заклинивания бурильного инструмента.

Демпфер включает полый корпус с внутренними выступами и отверстиями для сообщения его полости с затрубным пространством. Концентрично корпусу 1 размещен полый вал 2 с лопастями 3, образующими с выступами корпуса 1 нагнетательные полости (НП) 5. Они связаны с полостью вала 2 посредством верхних 6 и нижних 7 окон, выполненных в валу 2 и лопастях 3. Между окнами 6 и 7 вал 2 имеет перегородку 8, а на его нижнем торце под НП установлен регулировочный клапан (К) 11. Окна 6 снабжены обратным и пласти нчатым и К 9.

В ходе работы демпфера промывочная жидкость через полость вала 2, окна 6 и 7, НП 5, К 9 и 11 поступает в колонковую трубу. Возникают крутильные колебания, поворачивающие корпус 1. При этом давление в НП 5 возрастает и жидкость выбрасывается через окна 7 в колонковую трубу.

В результате инструмент приподнимается при избыточных крутящих моментах. Далее под действием давления жидкости в НП 5 корпус 1 вернется в исходное положение.

3 ил.

131709!

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в колонковом бурении.

Цель изобретения — повышение эффективности работы демпферэ крутильных колебаний путем предотвращения заклинивания бурильного инструмента.

На фиг. 1 изображен демпфер, разрез; на фиг. 2 — разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. l.

Демпфер крутильных колебаний включает полый корпус 1, расположенный концентрично ему полый вал 2 с лопастями 3, образуюгцими с внутренними выступами 4 в корпусе 1 колебательные полости 5. Вал 2 и лопасти 3 выполнены с верхними 6 и нижними 7 окнами, связывающими нагнетательные полости 5 с полостьо вала 2, причем вал имеет перегородку 8, расположенную между верхними 6 и нижними 7 окнами.

Верхние окна 6 лопастей 3 снабжены обратHEIM H ил асти нчатым и кла па нам и 9, укрепленными с помощью заклепок 10. Внизу, в нижнем торце вала 2, под нагнетательной полостью 5 установлен регулировочный клапан 11 с регулирующей гайкой 12 и пружиной 13. Вал находится в опорных подшипниках 14 и 15, поджатых прижимными гайками 16 и 17.

Резьба в верхней части вала 2 предназначена для соединения с бурильной колонной. Соединение с колонковой трубой осуществляется посредством переходника !8.

Подвижные соединения дем пфера имеют сальниковые уплотнения 9.

Демпфер крутильных колебаний работает следующим образом.

Промывочная жидкость поступает из бурильной трубы в верхнюю полость вала 2 и через окна 6 с клапанами 9 на лопастях 3 — в нагнетательные полости 5. Далее из полостей 5 жидкость поступает через нижние окна 7 лопастей 3 в нижнюю полость нала 2, а затем ч:рез регулировочный клапан 1! проходит в полость переходника 18 и далее в колонковую трубу.

Прямому поступлению жидкости в колонковую трубу препятствует перегородка 8 в полости вала 2.

При возникновении кгутильных колебаний корпус 1 поворачивается относительно вала 2 с лопастями 3. Прсисходит возрастание давления в полостях 5 с выбросом жидкости через нижние окна 7 и регулировочный клапан 11 в колонковую трубу. Возрастание давления в полостях 5 обусловлива5

50 ет демпфирование, т. е. плавный поворот корпуса 1 относительно вала 2.

Необходимое давление жидкости в полостях 5 поддерживается с помошью регулировочного клапана 11 с регулирующей гайкой 12 и пружиной 13.

При больших частотах вращения инструмента скорость выброса жидкости из колонковой трубы под торец инструмента значительна, вследствие чего появляется подьемная сила, приложенная к породоразрушающему инструменту и направленная вверх, что предотврагцает заклинивание последнего. Одновременно происходит возрастание давления жидкости под торцом инструмента. Все это обусловливает приподьем инструмента, уменьшение силы сцепления в месте аномального контакта породоразрушак)щего инструмента с породой и его дальнейшую плавную работу.

После снятия избыточного крутящего момента с инструмента корпус с внутренними выступами 4 под ноздействием давления жидкости в полостях 5 возврашается в исходное относительно вала 2 положение.

Для избежания образования разъединения с тыльных сторон лопастей 3 вала 2 во внутренних выступах 4 корпуса 1 демпфера имеются отверстия, гидравлические соединяющие демпфер с затрубным пространством.

Предотвращение утечек промывочной жидкости и герметизация подвижных соединений обеспечивается сальниковыми уплотнениями 19.

Формула изобретения

Демпфер крутильных колебаний бурильного инструмента, включающий полый корпус с внутренними выступами и отверстиями, сообшаюгцими полость корпуса с затрубным пространством, расположенный концентрично ему полый вал с лопастями, образующими с внутренними выступами в корпусе нагнетательные полости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет предотвращения заклинивания бурильного инструмента, нал и лопасти выполнены с верхними и нижними окнами, связывающими нагнетательные полости с полостью вала, причем последний имеет перегородку, расположенную между верхними и нижними окнами, на нижнем торце вала под нагнетательной полостью установлен регулировочный клапан, а верхние окна лопастей снабжены обратными пластинчатыми кл ап а нам и.

1317091

Составитель В. Родина

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор Л. Зимокосов

Заказ 2292/26 Тираж 532 Подписное

Вг1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4