Буровой амортизатор

 

Изобретение относится к буровому оборудованию . Цель изобретения - повышение эффективности работы амортизатора. Для этого амортизатор имеет цилиндрический корпус с внутренней резьбой и наружной резьбой на концах и примыкающую к последней кольцевую опорную поверхность с углублениями и закрепленными в них пайкой демпфирующими злементами, выполненными из интерметаллида никелида титана с пористостью от 5 до 40%, причем площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов выбирается из соотношения 5д/5к 0,2-0,8, где 5Д - площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов; 5к - площадь кольцевой опорной поверхности корпуса, а расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса выбирается из соотношения h/Н 0,04-0.3, где h - расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса: Н - высота демпфирующих элементов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспублик (я)5 .. Е 21 В 17/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Ql

Q1 ф ф

К АВТОРСКОМУ. СВ ИДЕТЕЛ Ь СТВУ

1 (2.1) 4748709/03 (22) 17.10.89 (46) 15.11.92. Бюл. N. 42 (71) Институт сверхтвердых материалов AH

УССР (72) В.Н.Лившиц, А.Д.Шевченко и А.А.Шульженко (56) Блинов Г.А., Курочкин П.Н., Сумашев

Г.H. Антивибрационные средства для алмазного геологоразведочного бурения. Л.;

Недра, 1974. с. 54.

Авторское свидетельство СССР

М 1247505, кл. Е 21 В 17/07, 1986.

Копылов В.Е., Чистяков Ю.А., Мукин, Э;М. Вибрации при алмазном бурении, M.:

Недра, 1967, с. 42-43. (54) БУРОВОЙ АМОРТИЗАТОР (57) Изобретение относится к буровому оборудованию. Цель изобретения — повышение эффективности работы амортизатора. Для

Изобретение относится к буровому оборудованию.

Использование высоких скоростей при бурении ограничено вибрацией колонны бурильных труб, Для гашения вибраций было разработано множество конструкций буровых амортизаторов.

Известны забойные амортизаторы ЗА7, в которых в качестве демпфирующих элементов использованы тарельчатые пружины, Эти амортизаторы гасят продольные колебания.

Недостатком их является неэффективность при бурении на большую глубину, ког., . Ж 177554б А1 этого амортизатор имеет цилиндрический корпус с внутренней резьбой и наружной резьбой на концах и примыкающую к последней кольцевую опорную поверхность с углублениями и закрепленными в них пайкой. демпфирующими элементами, выполненными из интерметаллида никелида титана с пористостью от 5 до 40, причем площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов выбирается из соотношения

Зд/S» = 0,2-0,8, где Зд — площадь рабочей поверхности демйфирующих элементов; 5» — площадь кольцевой опорной поверхности корпуса, а расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса выбирается из соотношения h/Н = 0,04-0,3, где h — расстояние от рабочей поверхности демпфирующих Элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса: Н вЂ” высота демпфирующих элементов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. да длина колонковой трубы достигает 10-15 метров и более. Это происходит потому, что при разведочном бурении амортизаторы такой конструкции могут быть установлены только выше колонковой трубы, поэтому ее . вибрации не гасятся и передаются непосредственно на буровую коронку.

Этого недостатка лишен наддолотный амортизатор, через который может проходить керн и поэтому он устанавливается между долотом и колонковой трубой, Однако он не обеспечивает также эффективного гашения колебаний.

1775546

30

Наиболее близким по технической сути является амортизатор, содержащий цилиндрический корпус с внутренней резьбой на одном конце, наружной — на другом и примыкающей к наружной резьбе кольцевой опорной поверхностью с углублениями и закрепленными в них демпфирующими элементами. Закрепление демпфирующих элементов осуществляется навинчиванием за>кима, Этот амортизатор является также малоэффективным, т,к, гасит только поперечные колебания. Резина,>лз которой выполнены демпфирующие элементы, стареет и теряет свои демпфирующие свойства, Этот амортизатор может устанавливаться только над колонковой трубой.

Целью изобретения является повышение эффективности работы амортизатора.

Согласно изобретенйю лоставленная цель достигается тем, что в буровом амортизаторе, включающем цилиндрический корпус с внутренней резьбой на одном конце, с наружной резьбой на другом и с примыкающей к наружной резьбе кольцевой опорной поверхностью и углублениями и закрепленными в них демпфирующими элементами, демпфирующие элементы выполнены иэ >интерметаллида никелида титана с пористостыо от 5 до 40%, причем площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов выбирается из соотношения Яд/Як =

=0,2-0,8, где Яд — площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов, Як — площадь кольцевой опорной поверхности корпуса, а расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса выбирается из соотношения h/H = 0,04-0,3, где h — расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса, Н вЂ” высота демпфирующих элементов.

Демпфирующие элементы могут быть связаны с корпусом пайкой. При этом Отпа" дает необходимость в использовании навинчиваемого зажима, что упрощает конструкцию, Наибольший размер демпфирующих элементов позволяет выполнить корпус тонкостенным и тем самым обеспечить возможность прохода керна при креплении амортизатора непосредственно на буровой коронке, что повышает эффективность гашения колебаний, Амортизатор служит одновременно и как калибратор или расширитель, т.к, на его цилиндрической части могут быть установлены калибрующие износостойкие элементы, а под ними де мпфиру>ощие элементы, Демпфирующая способность интерметаллида никелида титана зависит от его пористости, Оптимальным диапазоном пористости сплава является 5-40%. Ниже

5% пористости демпфирующая способность резко падает, а при пористости выше

40% сплав теряет конструкционную прочность и его невозможно испольэовать в качестве демпфирующего материала. Свойства этого демпфирующего материала в полной мере проявляются только при определенном размещении демпфирующих элементов. Если площадь, занимаемая демпфирующими элементами на опорной поверхности менее 20% достаточная эффективность гашения колебаний не достигается. При площади больше 80 повышение эффективности гашения вибраций не происходит. Демпфирующая способность теряется также, если демпфирующие элементы выступают менее чем на 0,04 их высоты.

Выступание на величину более 0,30 высоты может привести к их разрушению.

Как показали патентные исследования не известны буровые амортизаторы, содержащие указанные выше отличительные признаки. Поскольку совокупность заявляемых признаков обеспечивает указанный в цели эффект,,то данное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", На фиг, 1 показан амортизатор, на фиг.

2 — разрез А-Л на фиг. 1, на фиг. 3 — демпфирующий элемент в увеличенном виде; на фиг. 4 — вариант исполнения амортизатора.

Амортизатор состоит из цилиндрического корпуса 1, на одном конце которого имеется внутренняя резьба 2, а на другом— наружная резьба 3. К наружной резьбе примыкает опорная поверхность 4, в которой выполнены углубления, и в них закреплены демпфирующие элементы 5, Демпфирующие элементы 5 занимают 20-80% площади опорной поверхности 4 (фиг, 2) и выступают над ней на высоту (фиг, 3), которая составляет 0,04-0,30 их высоты. Они имеют площадки.

6, в которые упирается при навинчивании на наружную резьбу торцовая поверхность колонковой или бурильной трубы (в зависимости от того, в каком месте устанавливается амортизатор. На фиг. 4 показан амортизатор, снабженный калибрующими элементами 7 из сверхтвердого материала, под которыми расположены демпфирующие элементы 8. При бурении продольные, поперечные и крутильные колебания колонны труб передаются на демпфирующие элементы, которые их гасят. Степень гашения. колебаний в рабочих условиях с помощью приборов определить очень трудно. Поэто1775546

Г 0,04-0,3, h

Формула изобретения

2. Амортизатор rio и. 1, о тл и ч à ю щ и1. Буровой амортизатор, включающий 35 и с я тем, что демпфирующие элементы цилиндрический корпус с внутренней резь- связаны с корпусом. му для определения эффективности гашения колебаний используют тот факт, что износ бурового инструмента находится в прямой зависимости от интенсивности колебаний, которые до него доходят, Изобретение поясняется конкретным примером его осуществления, Заготовки из интерметаллида никелида титана с пористостью 40% были механически обработаны и иэ них изготовлены демпфирующие элементы толщиной 3 мм и высотой 5 мм, Было изготовлено несколько амортизаторов диаметров 76 мм с различными площадками, которые занимают демпфирующие элементы на опорной поверхности и различной степенью их выступания над ней, Амортизаторы были оснащены калибрующими элементами для того, чтобы они одновременно выполняли роль расширителей, На внутреннюю резьбу навинчивалась буровая колонка, на наружную — колонковая труба. Для сравнения на другой группе коронок устанавливались серийные расширители РС2, При оптимальном подборе занимаемой площади и высоты выступания демпфирующих элементов была достигнута интенсивность износа 0,01 мм/м, что дает увеличение проходки на 1407, .

Максимальное увеличение проходки на коронку с использованием амортизаторов других конструкций составляет 5993 (1). бой на одном конце, с наружной резьбой на другом и примыкающей к наружной резьбе кольцевой опорной поверхностью с углублениями и закрепленными в них демпфирую5 щимиэлементами,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы амортизатора, демпфирующие элементы выполнены из интерметаллида никелида титана с пористостью 5-40, при10 чем площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов выбирается из соотношения где Яд — площадь рабочей поверхности демпфирующих элементов;

S< — площадь кольцевой опорной повер20 хности корпуса, а расстояние от рабочей поверхности демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса выбирается из соотношения

25 где h — расстояние от рабочей поверхности

30 демпфирующих элементов до кольцевой опорной поверхности корпуса;

Н вЂ” высота демпфирующих элементов.

1775546

Составитель В.Родина

Техред M.Моргентал Корректор М,Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4026 Тираж Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5