Наддолотный амортизатор

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность и долговечность работы амортизатора, кроме того , эффективно гасить крутильные колебания Амортизатор включает корпус (К) и шпинда дель (Ш) 5, образующие кольцевую полость. В ней расположены упругие элементы (УЭ) для гашения осевых колебаний и обойма 6 в виде цилиндрического патрубка с плоскими параллельными диаметрально расположенными срезами на наружной поверхности. Между ней и внутренней поверхностью К расположен узел гашения крутильных колебаний в виде двух цилиндрических роликов 7 с УЭ между ни.ми. Жесткость этих УЭ меньше , чем у УЭ, гасяш.их продольные колебания . Внутренняя поверхность обоймы и наружная - Ш 5 образуют диаметрально расположенные полости для размеш,ения узла передачи крутящего момента, выполненного в виде расположенных в сепараторе конических роликов. Осевые колебания от режущего инструмента передаются К у.меньшенными. Крутящий момент передается к роликам 7, обойме 6, Ш 5 и инструменту. При вращении К по часовой стрелке ролики 7 затягиваются в узкую щель и поджимаются УЭ, находящимися между ними. 1 з.п. ф-лы. (О (Л ил. -/; « 4 1ч: сд фиг. 1.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Е 21 В 1706

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг. 1.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТНРЫТИЙ (21) 4117176/22-03 (22) 06.06.86 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Институт горной механики им. Г. А. Цулукидзе (72) А. А. Дзидзигури, А. M. Перадзе, P. Г. Шотадзе, Д. И. Омиадзе, Л. Ш. Гавашели, В. К. Суламанидзе, С. Н. Кутателад

3е, Т. П. Гелейшвили, Э. В. Бочоришвили и Б. П. Бетхошвили (53) 622.24.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 634687, кл. Е 21 В 17/07, 1978.

Пехньо И. П.,Цыхан А. И. Бурение нефтяных и газовых скважин с применением над долотных амортизаторов. Киев, 1974, с. 68, 69. (54) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность и долговечность работы амортизатора, кроме того, эффективно гасить крутильные колебания.

Амортизатор включает корпус (К) и шпингб

ÄÄSUÄÄ 1411425 А1 дель (Ш) 5, образующие кольцевую полость.

В ней расположены упругие элементы (УЭ) для гашения осевых колебаний и обойма 6 в виде цилиндрического патрубка с плоскими параллельными диаметрально расположенными срезами на наружной поверхности.

Между ней и внутренней поверхностью К расположен узел гашения крутильных колебаний в виде двух цилиндрических роликов 7 с УЭ между ними. Жесткость этих УЭ меньше, чем у УЭ, гасящих продольные колебания. Внутренняя поверхность обоймы и наружная — Ш 5 образуют диаметрально расположенные полости для размещения узла передачи крутящего момента, выполненного в виде расположенных в сепараторе конических роликов. Осевые колебания от режущего инструмента передаются К уменьшенными. Крутящий момент передается к роликам 7, обойме 6, Ш 5 и инструменту. При вращении К по часовой стрелке ролики 7 затягиваются в узкую щель и поджимаются

УЭ, находящимися между ними. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.„

1б

l4

Изобретение относится к горному делу, а именно к станкам для бурения скважин шарошечными и иными долотами, и может быть использовано для гашения осевых и крутильных вибраций бурильного инструмента и станка в целом, а также в устройствах, в которых могут иметь место подобные явления.

Цель изобретения — повышение эффективности и долговечности работы узла передачи крутящего момента наддолотного амортизатора и повышение эффективности гашения крутильных колебаний.

На фиг. 1 показан наддолотный амортизатор, разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 2.

Амортизатор содержит корпус, состоящий из связанных между собой с помощью резьбы верхнего элемента 1, среднего элемента 2 и нижнего элемента 3, имеющего кольцевой выступ 4.

Между нижним элементом 3 корпуса и шпинделем 5 расположена обойма 6, выполненная в виде цилиндрического патрубка имеющего два плоских диаметрально расположенных параллельных среза, которые с

1 внутренней частью нижнего элемента 3 создают пространство для размещения в них попарно, с двух сторон узла гашения, крутильных колебаний в виде цилиндрических ! роликов 7 с упругими элементами 8 между. ними. Внутренняя поверхность обоймы 6 и наружная поверхность шпинделя 5 образуют диаметрально расположенные конические полости для размещения узла передачи крутящего момента в виде сепаратора 9 с коническими роликами 10.

Между внутренней поверхностью промежуточной обоймы 6 и пазами шпинделя 5 установлены шарики 11 для фиксации шпинделя 5.

В полости нижнего элемента 3 корпуса с помощью шайбы 12 и кольцевого выступа 4 располагают промежуточную обойму 6. В кольцевом пространстве между средним элементом 2 и шпинделем 5 размещены опорная шайба 13 и упругие элементы для гашения осевых колебаний, выполненные в виде колец 14 из упруго-демпфирующего материала и отделяющих их друг от друга металлических шайб 15. К торцу нижней части верхнего элемента 1 корпуса поджаты упругие элементы 14, а на другом конце элемента 1 нарезана замковая резьба для соединения с бурильными штангами.

В верхней части шпинделя 5 на уступе размещена цилиндрическая упругая втулка

16, которая зажимается гайками 17, препятствующими выпадению шпинделя 5 из корпуса.

В кольцевых пространствах между верхним элементом корпуса 1 и шпинделем 5, а также между нижним элементом корпуса 3

11425

f0

2 и шпинделем 5 расположены сальниковые уплотнения 18, которые поджимаются втулками 19 с помощью гаек 20. Жесткость упругих элементов, установленных между цилиндрическими роликами, меньше жесткости упругих элементов, гасящих продольные колебания.

Амортизатор работает следующим образом.

Осевое усилие через бурильные штанги посредством верхнего элемента корпуса 1, среднего элемента корпуса 2, упругих элементов 14, опорной шайбы 13 передается шпинделю 5 и режущему инструменту.

Осевые колебания от режущего инструмента при его взаимодействии с забоем скважины через шпиндель 5, опорную шайбу 13, упругие элементы 14 и разделяющие их шайбы 15 передаются верхнему элементу корпуса 1 и связанным с ним бурильным штангам значительно уменьшенными.

Крутящий момент от бурильных штанг посредством верхнего элемента корпуса 1, среднего элемента корпуса 2 и нижнего элемента корпуса 3 соответственно передается к цилиндрическим роликам 7, промежуточной обойме 6, коническим роликам 10, шпинделю 5 и к режущему инструменту. При этом возвратно-поступательное движение совершает только шпиндель 5.

Узел передачи крутящего момента с одновременным гашением крутильных колебаний работает следующим образом.

Во время вращения корпуса амортизатора по часовой стрелке (режим бурения) верхний с левой стороны (фиг. 2) и нижний с правой цилиндрические ролики 7 затягиваются в узкую щель (вверх и вниз соответственно), упругие элементы 8, находящиеся между ними в предварительно сжатом состоянии, расширяясь (отдавая часть потенциальной энергии), постоянно поджимают их. Противоположные ролики 7 (левый нижний и правый верхний) тоже постоянно прижаты на поверхностях, так как упругие элементы, как отмечалось выше. не полностью отдают свою потенциальную энергию и таким образом, поджимая все ролики, обеспечивают постоянный контакт между соприкасающимися деталями.

При возникновении усилия на режущий инструмент обратного знака промежуточная обойма является ведущей и стремится повернуться против часовой стрелки.

В этом случае, цилиндрические ролики

7 затягиваются в щель, но в другом направлении (вниз и вверх), одновременно сжимаются упругие элементы 8 и производится демпфирование вращательного динамического воздействия.

При вращении бурового става в обратном направлении происходит то же самое в обратной последовательности.

Формула изобретения

1. Наддолотный амортизатор, включающий корпус и шпиндель, образующие кольцевую полость, в которой расположены упругие элементы для гашения осевых колебаний, а также расположенную между корпусом и шпинделем обойму с узлом гашения крутильных колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и долговечности работы, обойма выполнена в виде цилиндрического патрубка с плоскими параллельными диаметрально расположенными срезами на наружной поверхности, узел гашения крутильнь1х колебаний расположен между указанными поверхностями и

4 внутренней поверхностью корпуса и выполнен в виде двух цилиндрических роликов с упругим элементом между ними, а внутренняя поверхность обоймы и наружная поверхность шпинделя образуют диаметрально расположенные полости для размещения узла передачи крутящего момента, причем последний выполнен в виде расположенных в сепараторе конических роликов.

10 2. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью эффективного гашения крутильных колебаний, жесткость упругих элементов, установленных между цилиндрическими роликами, меньше жесткости упругих элементов, гасящих продольные колебания.

Составитель В. Родина

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 3628!28 Тираж 531 Подписное

ВИИИГ!И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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