Гидромеханический демпфер

 

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и позволяет повысить эффективность гашения продольных колебаний бурильной колонны за счет автономного увеличения объема работы трения. Демпфер содержит корпус (К) I с радиальными сквозными отверстиями Б. В К I установлены наконечник 4 с центральным каналом и отверстиями А и со стороны бурильного инструмента полый

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 17/07

ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «,,,/

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"«@4

p (w (« « ... а,» ., Ж

I

Г фиа. 1 (21) -4079855/22-03 (22) 23.07.86 (46) 30.06,88. Бюл. Ф 24 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А.В.Лягов, Б.Ç.Султанов, А.И.Кравцов, И.Н.Конюхов, P.P.Сафиуллин и И.Я.Вальдман (53) 622.24.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 439648, кл. F 16 F 5/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 1084502, кл, F 16 F 5/00, 1981.

„„SU„„1406333 А 1 (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР (57) Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и позволяет повысить эффективность гашения продольных колебаний бурильной колонны за счет автономного увеличения объема работы трения. Демпфер содержит корпус (К) 1 с радиальными сквозными отверстиями Б. В К 1 установлены наконечник 4 с центральным каналом и отверстиями А и со стороны бурильного инструмента полый

1406333 шток 3. В К 1 соосно размещены подвижные втулки (В) 5,6. Внутренняя

В 5 имеет отверстия 1, расположенные симметрично относительно торцов. Между В 5,6 подвижно установлены .толкатели (Т) 7-10, взаимодействующие с обращенными одна к другой поверхностями В 5,6, имеющими спиральные канавки и выполненными коническими, расходящимися от отверстий Г. Причем

Т 7-10 выполнены в виде сопряженных конических кольцевых пружин. Их сопряженные поверхности имеют спиральные канавки Д. Указанные Т 7-10 обI

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для гашения нродольных колебаний бурильного инструмента.

Цель изобретения — повышение эф- 5 фективности гашения продольных колебаний бурильной колонны за счет автономного увеличения объема работы трения.

На фиг.1 представлен гидромеханический демпфер, общий вид; на фиг.2— узел I на фиг.1.

Устройство включает корпус 1 с верхним переводником 2, полый шток 3, жестко связанный с наконечником 4, в котором выполнен центральный канал (внутритрубное пространство) и калиброванные радиальные отверстия А;

Корпус снабжен радиальным отверстием Б, связывающим затрубное пространство с внутренней полостью демпфера, в которой размещены гидромеханические рабочие элементы. Последние представляют собой сдвоенные кольцевые пружикь:, состоящие из внутренних

5 и наружных 6 пружинных втулок со сквозными коническими расточками, на поверхности которых выполнены спиральные дроссельные канавки В. Причем внутренняя втулка имеет регламен- 30 тированные радиальные отверстия Г.

В конических расточках втулок с двух сторон размещены попарно равновысокие пружинные толкатели 7-10, причем поверхности сопряжения голка- 35 телей один с другим -..набжены спнральразуют камеры Ж, сообщающиеся отверстиями Г с центральным каналом, При подаче промывочной жидкости перепад давления расклинивает Т,8 вверх, а Т 9,10 вниз. При набегании долота на ухабы забоя шток 3 перемещается вверх, а Т 7-10 встречно движутся по коническим поверхностям В 5,6. В итоге совершается работа по деформации В 5,6 и Т 9-10, а также работа трения. В результате движения штока создается гидравлическая сила и увеличивается время контакта долота с породой. 2 ил.

2 ными дросссльными канавками Д, а торцовые поверхности — радиальными и кольцевыми проточками Е. Кольцевые пружинные втулки 5, 6 и конические толкатели 7-10 образуют между собой камеры Ж, гидравлически связанные с внутритрубным пространством посредством отверстий Г и А и с затрубным пространством — посредством спиральных канавок В и Д, проточек Е и специальных пазов 3, выполненных на втулках 6 и отверстии Б ° Выше поверхностей сопряжения толкателей имеется также коническая поверхность, параллельная коническим расточкам втулок.

Крутящий момент от корпуса к штоку передается шпоночным соединением, состоящим из шпонок 11, размещенных в отверстиях корпуса и ответных осевых пазах штока, удерживающихся от выпадения втулкой 12 и пружинным кольцом 13 °

Гидравлические рабочие параметры демпфера выдерживаются манжетой 14 и уплотнительными кольцами 15.

Устройство работает следующим образом.

Демпфер устанавливается в любом месте сжатой части бурильной колонны, например над долотом. При подаче буровыми насосами промывочной жидкости перепад давления, срабатываемый в насадках долота, через отверстия А н

Г, дросселируясь в спиральных канавках Д и В, расклинивает толкатели 7, 1406333

8 в крайнее верхнее положение, а толкатели 9, 10 — в крайнее нижнее.

При набегании долота на ухабы за5 боя и эубцовых ударах шарошек возникающая динамическая составляющая реакции забоя перемещает шток 3 вверх, при этом толкатели 7-10 гидромеханического рабочего элемента начинают 10 встречное движение по коническим поверхностям пружинных кольцевых втулок 5 и 6, при этом возникает радиальная сила, разжимающая втулку 6 и сжимающая втулку 5 и сдвигающая тол- 15 катели один к другому, т.е. совер,шается работа по деформации втулок, толкателей и работа трения на поверхностях, которая переходит в тепло и затем рассеивается. При сбега- 20 нии шарошек с ухаба динамическая составляющая меняет направление, а наличие перепада на долоте возвращает толкатели в исходное положение.

При возвратно-поступательном движении штока в такт динамическим колебательным процессам на забое объем внутренней полости демпфера постоянно меняется — то увеличивается, то уменьшается, при этом жидкость, за- 30 ключенная в данной полости, дросселирует через отверстия и спиральные канавки, в результате создается дополнительная гидравлическая сила, прижимающая шток демпфера к забою, т.е. увеличивается время контакта долота с породой. формулаизобретения

Гидромеханическкй демпфер, преимущественно для бурильного инструмента, содержащий корпус с радиальными сквозными отверстиями, установленный. в корпусе наконечник с центральным каналом и радиальными отверстиями, полый шток, установленный в корпусе со стороны бурильного инструмента, втулки, соосно установленные в корпусе с возможностью перемещения, внутренняя из которых выполнена с радиальными отверстиями, расположенными симметрично относительно торцов, толкатели, установленные подвижно между втулками с возможностью взаимодействия с обращенными одна к другой поверхностями втулок и образующими камеры, сообщающиеся радиальными отверстиями внутренних втулок с центральным каналом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности гашения продольных колебаний бурильной колонны за счет автономного увеличения объема работы трения, втулки выполнены со спиральными канавками на обращенных одна к другой поверхностях, выполненных коническими, расходящимися от радиальных отверстий внутренних втулок, а толкатели выполнены в виде сопряженных одна с другой конических кольцевых пружин, сопряженные поверхности которых выполнены со спиральными канавками.

1406333

A

5

Фиг. 2

Составитель A.Ñêàëóíoâ

Редактор А.Долинич Техред M.Ходанич Корректор М.Васильева

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Заказ 3173/32

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