Гаситель продольных колебаний бурильной колонны

 

Использование: для гашения вибраций и ударных нагрузок в нижней части бурильной колонны. Сущность изобретения: устройство содержит корпус и вал, установленные с возможностью ограниченного осевого перемещения. Между корпусом и валом расположен упругий узел, состоящий из чередующихся эластичных и металлических дисков. Торцовые поверхности эластичных дисков выполнены гофрированными . Частота расположения гофр и высота гофр смежно расположенных дисков различны, что обеспечивает демпфирование колебаний широкого диапазона частот. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 17(07

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕН ГНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАт"-нт СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4438077/03 (22) 08.06.88 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А,Ш, Янтурин, Р.З. Ахмадишин, M.Ä. Валеев, P.À. Мамлеев и Ш.Х. Хамзин (56) Авторское свидетельство СССР

М 966225, кл, Е 12 В 17/07, 1982, Патент США М 3871193, кл. 64-23, опублик, 1971. (54) ГАСИТЕЛЬ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к забойному буровому оборудованию, предназначенному для гашения вибраций и ударных нагрузок в нижней части бурильной колонны.

Целью изобретения является повышеwe эффективности работы и обеспечение избирательности гашения высокоамплитудных низкочастотных колебаний низа бурильной колонны при форсированных режимах проводки скважин, На чертеже изображен гаситель продольных колебаний в разрезе.

Гаситель продольных колебаний содержит корпус 1 и вал 2, между которыми размещены подвижное; например, шпоночное (как вариант, шлицевое) соединение со шпонкой 3 и набор упруго-эластичных кольцевых элементов 4 с промежуточными кольцевыми дисками 5. Злементы 4 выполнены из эластичного материала, жесткость кото„„5U 1819974 А1 (57) Использование: для гашения вибраций и ударных нагрузок в нижней части бурильной колонны. Сущность изобретения: устройство содержит корпус и вал, установленные с возможностью ограниченного осевого перемещения. Между корпусом и валом расположен упругий узел, состоящий из чередующихся эласгичных и металлических дисков. Торцовые поверхности эластичных дисков выполнены гофрированными. Частота расположения гофр и высота гофр смежно располдженных дисков различны, что обеспечивает демпфирование колебаний широкого диапазона частот.

1 Nfl. рого обеспечивает упругий характер их деформации под воздействием нагрузки, как минимум в 2,3...3 раза превы ающей нагрузку на долото. С обоих торцов упруго-эластичные элементы 4 имеют гофрированные поверхности, причем геометоические размеры гофр (и по высоте, и по частоте размещения) на различных элементах 4 и по длине образующей одного такого элемента отличаются друг от друга. Предварительная деформация элементов 4 обеспечивается резьбовыми втулками 6.

Гаситель продольных колебаний работает следующим образом.

При прижатии вала 2 к корпусу 1 -переменными нагрузками энергия последних уравновешивается работой сил упругой деформации и энергией, рассеиваемой силами внутреннего трения в материале упруго-демпфирующих элементов 4. Причем выполнение торцовых поверхностей элементов 4 гофрированными, как и увеличение их кОличества, позволяет увеличивать степень рассеивания и соответственно степень демпфированля энергии калебан1лй при соответству1ощих условиям проводки скважины небольших ампг1итудах Виброперемещения.

Подбором формы и геометрических параметрОВ ГофрирОванных пг1верхностей, частоты размещения гофр, а также количества элементов 4 выбирается требуемая степень демпфирования в зависимОсти От частоты и а .", ГIлитуды перемен ной Возмущающей на"

Груз ки, Перлодлческое чередование высоты гофр по длине образующей одного элемента

4 позволяет обеспечить резко различающиеся между собой жесткости этих элементов при демпфировании низкоамплитуд11ых зубЦОвь1х колебаний,ЦГ)лота и Высокоамплитудных грунтовых от ухабообразности забоя или релаксационных от трения низа колонны о стенки ствола скважины в процессе заглубления долота в породу, Таким обра30M., BcT3111JIé INeIN B работу TQlfbKo Высоких гофр или одновременно высоких и низких

Обеспечивается избирательность дсмпфирования по амплитуде виброперемещения.

В реальных условиях бурения осевая наГрузка Г1а з бг)й по мере заг)1убле1-1ия ДОлота в породу периодически уменьшается

Во Воемени а за., Гем Врсстанавливае1-ГГ1 ОазГОУЗКОЙ - .=.1ОГН В а колонI-!1-.I топмоэом ле" бедки. Соответственно периодически изменяется и частота вращения долота, а значит, и амплитуда Вынужденных грунтовых колебаний (возникающих при многошарошеч5 ном исполнении долот). которые необходимо гасить. Поэтому использованием набора сочетаний геометрических параметров гофрированных поверхностей на различных упруго-демпфирующих элемен>0 тах 4 можно увеличить эффективность гашения для всего требуемого спектра колебаний., а ие только для отдельных его участков, как в известных устройствах, Формула изобретения

Гаситель продольных колебаний бурильной колонны, вкл1очающий установленные с возможностью ограниченного осевого перемещения корпус и вал, имеющие узел передачи крутящего момента, расположенный В полости между корпусом и валом упругий узел, o - л и ч а ю шийся тем. что, с цель1о повышения надежности работы за счет демпфирования колебаний при форсированных режимах проводки скважин, упру 3 У гий узел выполнен в Виде пакета кольцевых пластин из эластичного материала, чередующихся с металлическими кольцевыми дисками, причем торцовые поверхности кольцевых пластин из эластичного материала вь1полнены; офрированными с различной час,- 1ой расположения и высотой гофр у

i:." IÎæII0 расг1оложенных пластин.

1819974

Составитель А. Янтурин

Редактор С. Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Ливринц

Заказ 2010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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