Амортизатор бурильной колонны

 

Севз Сееетскнв

Сецнайнстнчесннк

Ресеублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ « >796382

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (6! ) Дополмительное к авт. саид-ву— (22) Залвлано 110379 (21) 2736171/22-03. ®)М. Ill. с присоединением заявки МУ (23) ПриоритетE 21 В 17/06

Гасударственный квинтет

СССР во леааи кэобретеннй в вткритвл

Опубликовано 15.01.81. 6уоллетемь ИВ 2

Дата опубликовамиа описания 150181 (53) УДК 622.24.053 (088. 8) (72) Авторы изобретения

3.Г.Б.Керимов, Б.З.Султанов и А.И.Ямалтдин P3) Заявители

Уфимский нефтяной институт и Азербайджански нефти и химии им. М.Азизбекова (54) АМОРТИЗАТОР БУРИЛЬНОИ КОЛОННЫ

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно .к забойному буровому оборудованию, предназначенному для повышения эффективности бурения нефтяных 5 и газовых скважин.

Известен виброгаситель, содержащий составной корпус, шлицевой вал, втулки, упорное кольцо, резиновые вкладьааи, нижний переходник и труб- lO ку 11) .

Недостатком этой конструкции является то, что при передаче крутящего момента вкладыши испытывают нежелательные для, резины черезмерные напря- 15 жения среза, вследствие чего .долговечность и надежность вкладышей не удовлетворяют требованиям.

Известен амортизатор бурильной колонны, включающий полый вал, раэме- 2О щенный концентрично ему корпус, кулачновые полумуфты к упругие элементы, установленные в полости, образованной наружной поверхностью вала и внутренней поверхностью корпуса (2) . 25, Недостатком амортизатора является его громоздкость из-эа необходимости большого количества высоких промежуточ. ных полумуфт, так как весь крутящий момент передается только через рези новые амортизирующие элементы. Кроме того, нестабильность физико-механических свойств резины требует индивидуальной доводки и настройки каждого. виброгасителя. Виброгаситель не обладает свойством самонастройки.

Цель изобретения - повиаение эффективности виброгасителя за счет использования эффекта самонастройки и умень« женке габаритов.

Указанная цель достигается тем, что амортизатор снабжен подпружиненным поршнем, установленным.в осевом канале зала и образующим с корпусом полость, заполненнув рабочим агентом, причем вал имеет клапан, размещенный над подпружиненным поршнем и камеры с поршеньками, гидравлически связанные с полостьв рабочего агента, а корпус имеет дополнительнув кулачковую полумуфту для взаимодействия с поршеньками камер.

На фиг.1 схематично показан амортизатор бурильной колонны, разрезу иа фиг.2 - кулачковая полумуфта, на фиг.3 — сечение А-А на фиг.1.

Амортизатор содержит корпус, включающий верхнюю часть 1 с верхним переводником 2, верхнюю 3, промежуточwe 4 и нижнюв 5 кулачковые полумуф796382 ты, между которыми размещены амортизирующие элементы 6, установленные в полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью вала 7, подшипники 8 сколь жения, гайку 9 с уплотнением 10, связывающую дополнительную кулачковую полумуфту 11 со штифтом 12 с корпусом

1, имеющим камеру A с поршеньками 13 и уплотнениями 14. В корпус входит нижняя часть 15 с каналами 16 для жидкости. В осевом канале вала размещен поршень 17 с уплотнительными элементами 18, 19 и пружиной 20. Корпус амортизатора в нижней части заканчивается переводником 21, с которым подпружиненный поршень 17 образует полОсть Б, заполненную рабочим агентом и гьдравлически связанную каналом

16 с полостью A. Вал 7 имеет размещенный над поршнем 17 клапан 22 с ка. налами В.

Устройство работает следующим образом.

Крутящий момент от верхнего переводника 2 через кулачковые полумуфты 3-5 амортизирующими элементами 6 передается на вал 7 и далее через нижний корпус 15 и нижний переводник

21 на долото. При этом верхний корпус

1 и гайка 9 с дополнительной кулачковой полумуфтой 11 поворачивается относительно вала 7 и нижнего корпуса 15. Причем величина угла поворота ..зависит от передаваемого крутящего момента. Так как полость A сообщается с кольцевым пространством Б через канал 16, то чем больше крутящий момент на валу, тем зазор между нижним корпусом 15 и поршнем 17, которые образуют седло - клапан, становится меньше. Уменьшение этого зазора вызывает увеличение давления промывочной жидкости в бурильной колонне (полость В), что в свою очередь вызовет увеличение действия гидравлических сил на поршень и переток жидкости от полости Б s полость А, При увеличении давления жидкости в полости

A поршеньки 13 передают на кулачковую полумуфту 11 крутящий момент, который через верхнюю часть 1 корпуса передается на верхний переводник 2. 3а счет сил сопротивления в жидкости при перетоке через каналы 16 осуществляется гашение н сглаживание колебаний.

Таким образом, гашение крутильных колебаний осуществляется как амортизирующими резиновыми элементами б, так и дроссельным устройством, что повышает эффективность виброгашения. Кроме того, опорная поверхность резиновых элементов требуется меньше, соответственно уменьшается длина виброгасите10 ля, так как часть крутящего момента передается гидравлически °

В процессе передачи крутящего момента в широком диапазоне устройство позволяет производить самонастройку на любую частоту крутильных колеба1э ний, так как величина сил сопротивления поддается регулированию с помощью поршня и дросселя.

Увеличение крутильных колебания в низкочастотном диапазоне приведет

20.к увеличению сил сопротивления. Высокочастотные колебания будут гаситься при меньших гидравлических сопротивлениях в канале., формула изобретения

25 Амортизатор бурильной колонны включающий полый вал, размещенный концентрично ему корпус, кулачковые полумуфты и упругие элементы, установленные в полости, образованной .наружной поверхностью вала и внутренней поверхностью корпуса, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения эффективности виброгашения, он снабжен подпружиненным поршнем, установленным. в осевом канале вала и образующим с корпусом полость, заполненную рабочим агентом, причем вал имеет клапан, размещенный над подпружиненным поршнем и камеры с поршеньками, 40 гидравлически связанные с полостью рабочего агента, а корпус имеет дополнительную кулачковую полумуфту для взаимодействия с поршеньками камер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Копылов В.С. и др. Вибрации при алмазном бурении. М., "Недра", 1967, с. 45 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 181574, кл. Е 21 В 17/Об, 1964 .

796382

Редактор Ф.Муха

Заказ 9734/43 Тирам 636 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау аская наб., д. 4/5

ЮЮ

Филиал ППП "Патент,г. Уигород, ул. Проектная, 4

О

17

f8

1У

Составитель В.Родина

Техред Н. Вабурка Корректор С. йекмар