Демпфер

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсиих

Социапистичвских

Рвспубпии

<и>911066 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.03,80 (21) 2897000/25.28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)N. Кл.,F 16F 9/48

Гооудоротоаииый комитет

СССР ао долам иэооретеиий и открытий (5З) ЙК 621 — 752. .2 (088.8) Опубликовано 07.03.82. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07 03.82

Б. 3. Султанов, И. Я. Вальдман, А. В. Лягов,и P.. Фатасулщщ;-. лил

««.

«< . " т

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) ДЕМПФЕР

Изобретение относится к виброзащитной .технике, а именно к демпферам бурильных колонн.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является демпфер, содержащий корпус, расположенные в нем поршень со штоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпоршневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между поршнем и основным клапаном. Поршень и шток не имеют полостей для прохода жидкости (1).

Недостатком данного устройства является невозможность использования демпфера при бурении скважин из-за отсутствия канала для прохода промывочной жидкости и узла для передачи крутящего момента.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности гашения продольных колебаний бурильного инструмента.

Указанная цель достигается тем, что демпфер, содержащий корпус, расположенные в нем поршень со штоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпоршневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между поршнем и основS ным клапаном, имеет шток и поршень, выполненные полыми, и снабжен дополнительным клапаном, установленным последовательно с основным клапаном, связанным с ним пружиной и имеющим дроссельные отверстия, 10 сообщающие надпоршневую полость с полостью поршня.

Кроме того, на сопрягаемых поверхностях поршня и корпуса выполнены шпоночные па1S зы, а демнфер снабжен комплектом шаров, размещенных в последних,.и защитной втулкой с пружинным кольцом, фиксирукпцей положение шаров.

На фиг. 1 изображен демпфер, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. !.

Демпфер содержит корпус 1 с калиброванным отверстием Б, расположенные в нем полые поршень 2 со штоком 3, защитную гильзу 4, образующую надпоршневую полость

66 4 та, гасится, переходя в тепло рабочей жидкости и сжатие пружины 9, ограничивая при этом амйлитуду перемещения долота, жестко связанного с поршнем 2, движение которого возможно из-за регламентированных утечек в системе герметизации демпфера. В момент, когда шарошки долота прошли ухаб забоя, жидкостная пружина распрямляется, перемещая шток 3 с поршнем 2 вниз и

1р прижимая долото к забою. При этом подпружиненные основной 6 и дополнительный 8 клапаны возвращаются в исходное положение, обеспечивая подзарядку демпфера рабочей жидкостью, и процесс работы повторяется.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого демпфера складывается иа повышения межремонтного периода забойных двигателей, опор долота и, как следствие, о проходки на долото и механической скорости бурения. Демпфер обеспечивает эффективное гашение продольных колебаний бурильной колонны, удобен в эксплуатации и обслуживании.

3 9110

5, и основной клапан 6 с дроссельными отверстиями В, связывающими надпоршневую полость 5 с полостью 7, образованной корпусом 1 и основным клапаном 6, и с калиброванным отверстием Б. Последовательно с основным клапаном б .в надпоршневой полости 5 корпуса 1 установлен дополнительный клапан 8, связанный с основным 6 пружиной

9 и имеющий дроссельные отверстия Г, сообщающие надпоршневую полость 5 с полостью 10 поршня 2 посредством калиброванного отверстия Д, выполненного в поршне 2. Подпружиненные основной 6 и дополнительный 8 клапаны снабжены эластичными прокладками 11, жестко запрессованными в клапанах б и 8. Конструкпия выполнена безрезьбовой, быстроразборной за счет затвора, представляющего собой комплект шаров

12, размещенных в шпоночных пазах 13, выполненных на сопрягаемых поверхностях поршня 2 и корпуса 1. Положение шаров

12 фиксируется защитной втулкой 14 с пружинным кольцом 15. Корпус 1, поршень

2 и защитная гильза 4 снабжены манжетами

16 и 17 и уплотнительным кольцом 18 соответственно.

Устройство устанавливается в нижней части бурильной колонны, например, над долотом или забойным двигателем (не показаны) и работает следующим образом.

В ненапруженном состоянии бурильной колонны подпружиненные клапаны 6 и 8 демпфера находя1.ся в исходном положении с возможностью свободного хода. Рабочая жидкость, подаваемая буровыми насосами, поступает через калиброванное отверстие Д за счет перепада давления в полостях 7 и

10 в надпоршневую полость 5 корпуса 1, при этом подпружиненный дополнительный клапан 8 открыт. В дроссельных отверстиях Г давление рабочей жидкости снижается, что обеспечивает открытие подпружиненного основного клапана 6 и поступление рабочей жидкости через калиброванное Б и дросселирующие отверстия В в надпоршневую полость 5 корпуса 1. В процессе работы на демпфер действует циклическая нагрузка, вызванная движением шарошки по забойной рейке.

В момент отскока долота от забоя шток

3 с поршнем 2 движется вверх, обеспечивая закрытие основным 6 и дополнительным & клапанами калиброванных отверстий

Б и Д и сжатие пружины 9. При этом в надпоршневой полости 5 повышается давление (жидкостная пружина сжимается) и часть энергии, затрачиваемой на отскок долоФормула изобретения

1. Демпфер, содержащий корпус, расположенные в нем поршень со штоком и основной клапан с дроссельным отверстием, связывающим надпоршневую полость с полостью, образованной корпусом и основным клапаном, пружину, размещенную между поршнем и основным клапаном, о т л ичающийся тем,что,сцельюповышения надежности и эффективности гашения продольных колебаний бурильного инструмента, шток и поршень выполнены полыми, а демпфер снабжен дополнительным клапа40 ном, установленным последовательно с основным клапаном, связанным с ним пружиной и имеющим дроссельные отверстия, сообщающие надпоршневую полость с полостью поршня.

2. Демпфер по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что йа сопрягаемых поверхностях поршня и корпуса выполнены шпоночные пазы, а демпфер снабжен комплектом шаров, размещенных в последних, и защитной втулкой с пружинным кольцом, фиксирующей положение шаров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 697763, кл. F 16 F 9/48, 1978 (прототип).

911066

4-4

Жил Р

Составитель Л. Канлуноэа

Техред Л.Пекарь

Корректор С. й1екмар

Редактор Л. Тюрина

Подписное

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

Заказ 1083/18 Тираж 981

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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