Бурильный амортизатор

 

О П И С А Н И Е (п)981567 изов итения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) анвлено 19.09.80 (21) 2985089/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Ояубликовано 15. 12.82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 18.12.82 (53)lVl. Кл.

Е 21 Н 17/07

3Ьеударстюны6 кюмнтет

СССР ав делам нзобретеннй н открытий (53}УДК 622.24..05З(088.8) с

Ч

А.В. Авраменко, О.Г. Бондаренко, .Ь.И., Важо и А.А. Ситников /

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота j и редких металлов

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БУРИЛЬНЫЙ АМОРТИЗАТОР

Изобретение относится к горной технике, в частности к инструменту для бурения скважин.

Известен амортизатор бурильной колонны, содержащий три концентрически расположенных цилиндрических винтовых пружины с витками прямоугольного сечения. У каждой пружины длинная сторона сечения витков расположена параллельно оси пружины. о

Такие пружины могут быть образованы из цилиндрического корпуса со стен" ками постоянной толщины посредством прорезания в нем сквозной винтовой щели равной ширины 1 1 3, Недостатком данного амортизатора является недостаточная эФФективность дробления отраженных от забоя ударных импульсов большой амплитуды при ударно"вращательном бурении. Аморти- зо заторы дробят ударные импульсы всего на два, и в случае, если ударный импульс более чем в два раза превышает допустимую нагрузку на конструк2 цию рабочего органа станка, то один из двух вновь полученных и прошедших через амортизатор импульсов тоже превышает допустимую нагрузку, что является причиной выхода из строя станка.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является буровой амортизатор, включающий цилиндрический корпус с переменной толщиной стенки и щелями переменной ширины, установленный на наружной поверхности корпуса герметизатор f 2).

Однако данный амортизатор дробит отраженный от забоя ударный импульс на бесконечное число малых импульсов, так как щели корпуса закрываются постепенно, начиная снизу, по мере возрастания ударной нагрузки, при этом гасятся ударные импульсы, возвращающиеся к долоту, что резко снижает эффективность разрушения креп,ких пород.

98

Цель изобретения - повышение эффективности работы амортизатора за счет возвращения к забою ударных импульсов аккумулированной энергии отскока;"

Поставленная цель достигается тем, что в бурильном амортизаторе, включающем цилиндрический корпус с переменной толщиной стенки и со щелями установленный на наружной поверхности корпуса герметизатор, щели расположены на корпусе по винтовой линии и каждая цель имеет участки с сечением, большим сечения щели, причем укаэанные участки расположеHbl на корпусе параллельными горизонтальными рядами.

При этом герметизатор может быть выполнен в виде ленты, уложенный внахлест спиральными витками на наружной поверхности корпуса, один конец ленты расположен на корпусе свободно, а другой жестко с ним связан.

На чертеже изображен бурильный амортизатор.

Бурильный амортизатор устанавливается между бурильной штангой 1 и коронкой 2, и состоит из корпуса . 3 с толщиной стенки, убывающий к забою и со щелями 4, расположенными по винтовой линии и имеющими участки 5 с сечением, больше сечения щели. Участки 5 расположены на корпусе параллельными горизонтальными рядами образующими уровни I-IY имеющие различную жесткость. На наружной поверхности корпуса расположен герметизатор, выпоЛненный в виде ленты

6, уложенной внахлест спиральными витками. Один конец ленты 6 расположен на корпусе свободно, а другой жестко с ним связан.

Бурильный амортизатор работает следующим образом.

При большой амплитуде ударного импульса амортизатор сжимается и прорези первого горизонтального уров ня расположенного на участке амортизатора с наименьшим сечением, закрываются. Дальнейшее сжатие амортизато ра происходит по следующему участку с большей жесткостью пока не сомкнут ся прорези следующего гориэонтального уровня. Далее поочередно закры- ваются горизонтальные уровни вышерасположенных прорезей, пока амортизатор не сожмется полностью жесткость каждого последующего уровня увеличивается на одну и ту же вели1567, s

1О

25

И

4Q

43

56

И чину, что соответствует закону линейного увеличения жесткости, вытекающего из линейного закона изменения толщины стенок корпуса амортизатора.

За счет того, что щели корпуса имеют участки с сечением большим сечения щели и указанные участки расположены на корпусе параллельными горизонтальными рядами, отраженный от забоя ударный импульс дробится на конечное (равное числу уровней с различной жесткостью) число импульсов, амплитуда каждого из которых меньше допустимого по условию прочности узлов и деталей амортизатора значения, что обеспечивает возвращение к забою ударных импульсов аккумулированной энергии отскока породоразрушающего инструмента.

При использовании амортизатора в бурильных агрегатах с промывкой или продувкой скважины, корпус амартизатора закрывается герметизатором, выполненным в виде упругой спиральной ленты, жестко закрепленной нижним концом на корпусе амортизатора, причем, направление навивки спирали-gapa" вое. Это необходимо для того, чтобы при бурении скважины от трения шлама спираль не раскручивалась. Лента уложена на наружной поверхности корпуса внахлест.

Бурильный амортизатор предлагаемой конструкции позволяет: аккумулировать энергию удара при отскоке коронки с последующим возвратом ее забою, преобразовывать осевые деформации в крутильные, что повышает эффективность разрушения породы при ударе коронки о забой, преобразовывать крутильные деформации в осевые, что облегчает режим работы вращателя, дробить отраженные от забоя ударные импульсы, что снижает действие ударных нагрузок на узлы бурильного агрегата и станка в целом. Технология изготовления амортизатора проста и под силу ремонтным мастерским приисков и участков.

Технико"экономический эффект заключается в уменьшении времени и материальных затрат на проводку скважины путем повышения эффективности разрушения крепких пород в скважине с обеспечением долговечности работы элементов бурильной колонны.

9815

Формула изобретения

1. Бурильный амортизатор, включающий-цилиндрический корпус с переменной толщиной стенки и со щелями и .установленный на наружной -поверхнос- 5 ти корпуса герметизатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет возвращения к забою ударных импульсов аккумулированной энергии отскока, щели расположены на корпусе по винтовой линии и каждая щель имеет участки с сечением, большим сечения щели, причем указанные участки расположены на корпусе параллельными горизонтальными рядами.

Амортизатор по и, 1, отличающийся тем, что гермети67 6 затор выполнен в виде ленты, уложенной внахлест спиральными витками на наружной поверхности корпуса, причем один конец ленты расположен на корпусе свободно, а другой жестко с ним связан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пехньо M,È. и Цыхан А.И. Бурение нефтяных и газовых скважин с применением наддолотных амортизаторов. "Наукова Думка", Киев, 1971, с. 101-104.

2. Авторское свидетельство CCCPN 781314, кл. Б 21 В 17/07, 1980 (прототип), Составитель В. Родина

Редактор Л Алексеенко Техред Ж.Кастелевич Корректор А- йзятко

Заказ 9662/47 . Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

«113035 Москва N-35 Рауаская наб. д. 4/5

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