CN213744657U - 多维复合减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻井工具技术领域，具体涉及一种多维复合减振器，包括花键芯轴、键筒接头、扶正环、花键筒体、碟塞壳体、防掉半环、耐磨环、碟簧、冲阻管、活塞套、平衡活塞、限位锁母、孔用挡圈、阻尼活塞、阻尼接头、径向减振器、防尘圈、第一唇形密封圈、大密封丝堵、小BA密封圈、大BA密封圈、第一O型密封圈、活塞防尘圈、第二O型密封、第二唇形密封圈以及小密封丝堵。工具采用轴向减振与径向减振相结合的结构方式，从而实现多维向减振效果，它能有效减少钻头、钻具及地面设备的振动破坏和疲劳损伤，达到提高钻速和降低钻井成本的目的。

Description

多维复合减振器

技术领域

本实用新型属于钻井工具技术领域，具体涉及一种多维复合减振器。

背景技术

石油、天然气、地质钻井过程中经常会钻遇一些硬岩层，由于井底不平、钻头牙齿间歇压入岩石及岩石间歇破碎、钻柱绕井眼中心的涡动，钻柱会发生纵向振动、横向振动和扭转振动。当钻头的纵向振动频率与钻具固有频率重合时，就产生跳钻现象。跳钻时钻头离开井底岩石并带动钻具一起向上运动，然后再一起从最高点坠落井底，产生破坏较大的运动惯性。另外，钻井马达，泵送钻井液，钻柱的不平衡等囚素也会产生振动，这些振动将导致钻柱、螺杆过早失效，如钻头损坏(牙齿、轴承损坏)、钻具损坏(断裂、丝扣松脱)，并引发工程事故，甚至使井眼报废；剧烈振动和冲击也会降低钻速，甚至极大地减少钻头和井底岩石之间的接触。钻井工人通过改变转速、钻压来控制钻柱振动，但这些措施并不能有效地减小振动，反而会降低钻井效率。特别地，钻头是针对一个预定的转速范围和钻压而设计的，偏离钻头的设计点钻井将降低钻头使用性能，缩短钻头寿命。减小钻井振动、防止跳钻的有效措施是在钻头和钻具之间安装减振器，而常规减振器，只具备轴向减振功能，不具备径向减振，在井眼内总体减振效果差，不能实现多方向减振功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多维复合减振器，以解决背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多维复合减振器，其特征在于：包括花键芯轴、键筒接头、扶正环、花键筒体、碟塞壳体、防掉半环、耐磨环、碟簧、冲阻管、活塞套、平衡活塞、限位锁母、孔用挡圈、阻尼活塞、阻尼接头、径向减振器、防尘圈、第一唇形密封圈、大密封丝堵、小 BA密封圈、大BA密封圈、第一O型密封圈、活塞防尘圈、第二O型密封、第二唇形密封圈以及小密封丝堵；所述防尘圈、第一唇形密封圈、扶正环依次装进键筒接头内部，所述键筒接头与花键筒体母扣端连接，所述防掉半环、耐磨环依次装入花键芯轴上，所述花键筒体装入花键芯轴上，所述碟簧装入花键芯轴上，所述的冲阻管与花键芯轴连接，所述活塞套热装入碟塞壳体内，所述碟塞壳体与花键筒体连接，所述小BA密封圈、大BA密封圈装入平衡活塞内，所述平衡活塞装入冲阻管内，所述限位锁母与冲阻管连接，所述活塞防尘圈、第二O 型密封圈、唇形密封圈分别装入阻尼活塞内，所述阻尼活塞装入阻尼接头内，所述孔用挡圈装入阻尼接头内，所述阻尼接头与碟塞壳体连接，所述阻尼接头与径向减振器连接；所述大密封丝堵与碟塞壳体相连接，所述小密封丝堵与阻尼接头连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：1.工具内部采用半环防掉扶正装置，工具使用更加安全可靠。

2.工具内部的压力与钻柱内部的压力动态平衡，消除了井下静水压力的影响。工具有出色的可靠性、稳定性、耐温性。

3.工具采用阻尼腔减振结构，使阻尼腔中的非压缩液体的液流高速流过阻尼环隙，并产生大量摩擦热，耗散掉部分振动和冲击能量。

4.工具稳固性好，内部带有三点侧向支撑，可最大程度减少工具挠曲。

4.工具采用轴向减振与径向减振相结合的结构方式，从而实现多维向减振效果，它能有效减少钻头、钻具及地面设备的振动破坏和疲劳损伤，达到提高钻速和降低钻井成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中径向减振器的立体图；

图3为图1中A处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图3所示，一种多维复合减振器，包括花键芯轴1、键筒接头2、扶正环3、花键筒体4、碟塞壳体5、防掉半环6、耐磨环7、碟簧8、冲阻管9、活塞套10、平衡活塞11、限位锁母12、孔用挡圈13、阻尼活塞14、阻尼接头 15、径向减振器16、防尘圈S1、第一唇形密封圈S2、大密封丝堵S3、小BA密封圈S4、大BA密封圈S5、第一O型密封圈S6、活塞防尘圈S7、第二O型密封 S8、第二唇形密封圈S9以及小密封丝堵S10；所述防尘圈、第一唇形密封圈、扶正环依次装进键筒接头内部，所述键筒接头与花键筒体母扣端连接，所述防掉半环、耐磨环依次装入花键芯轴上，所述花键筒体装入花键芯轴上，所述碟簧装入花键芯轴上，所述的冲阻管与花键芯轴连接，所述活塞套热装入碟塞壳体内，所述碟塞壳体与花键筒体连接，所述小BA密封圈、大BA密封圈装入平衡活塞内，所述平衡活塞装入冲阻管内，所述限位锁母与冲阻管连接，所述活塞防尘圈、第二O型密封圈、唇形密封圈分别装入阻尼活塞内，所述阻尼活塞装入阻尼接头内，所述孔用挡圈装入阻尼接头内，所述阻尼接头与碟塞壳体连接，所述阻尼接头与径向减振器连接；所述大密封丝堵与碟塞壳体相连接，所述小密封丝堵与阻尼接头连接。多维减振器通过可压缩的硅油、碟簧、液体阻尼腔、径向减振扶正器，吸收减缓钻柱上的轴向、径向冲击振动和冲击载荷,减少振动对钻具及地面设备的损坏。钻具的纵向振动和冲击载荷通过活塞作用在液体碟簧上,当载荷增大(或减少)时,液体碟簧的体积压缩(或膨胀)；当高速液体通过阻尼腔时,另一部分振动和冲击能量由于摩擦起热而消耗一定的冲击能量。钻具的横向振动通过径向减振扶正器，破坏共振并降低钻柱的横向振动、冲击，更好的减少粘滑振动，能大幅度减少钻井过程中发生的横向振动次数，实现最大限度地提高机械钻速，增加钻头/BHA的使用寿命。

多维减振器工作原理：

多维减振器主要有轴向减振器和径向减振器两大减振部分总成，利用两种减振工具特性，实现多维向减振、吸振效果。

轴向减振器主要是由花键芯轴、平衡活塞及阻尼腔的环隙阻尼机构和工作腔的液体碟簧等部分组成。它的工作原理主要是利用工作腔可压缩液体在压力作用下产生弹性变形来吸收或释放钻头和钻柱振动能量。当液体碟簧在压缩或伸张过程中，心轴相对外筒作轴向移动。同时阻尼腔中的非压缩液体的液流高速流过阻尼环隙，并产生大量摩擦热，耗散掉部分振动和冲击能量。因此，纵向减振机构能吸收或减缓钻具的纵向振动和冲击能量。

径向减振器：它是一种偏心单件工具，利用两翼偏心从而实现钻柱振动阻尼方法。通过将前向钻具同步旋转引入BHA附近的径向减振扶正器工具部分，减少了粘滑倾向并抑制了横向冲击。可吸收不良振动、扭矩，从而最大限度地减少粘滑和扭转振动。当以复合钻进时，它还可用作横向减振器。通过破坏共振并降低钻柱的横向振动，更好的减少粘滑振动，能大幅度减少钻井过程中发生的振动次数，可靠地减少破坏性的振动，最大限度地提高ROP，增加钻头/BHA 的寿命。

技术优势：

通过碟簧、阻尼腔、径向减振器实现多维减振，减少振动引起的井下工具故障，保护钻井工具。抑制有害的冲击、振动；减少钻具振动和疲劳损伤；减少钻头磨损和冲击破坏；减少螺杆钻具螺纹松扣、脱扣；减少敏感电子元件损伤2.碟簧减振减少了对钻头的影响；有效改善钻压传递；有效提高机械钻速；3.提高扩孔工具的性能；提高井眼质量；4.与PDC钻头和牙轮钻头兼容。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种多维复合减振器，其特征在于：包括花键芯轴、键筒接头、扶正环、花键筒体、碟塞壳体、防掉半环、耐磨环、碟簧、冲阻管、活塞套、平衡活塞、限位锁母、孔用挡圈、阻尼活塞、阻尼接头、径向减振器、防尘圈、第一唇形密封圈、大密封丝堵、小BA密封圈、大BA密封圈、第一O型密封圈、活塞防尘圈、第二O型密封、第二唇形密封圈以及小密封丝堵；所述防尘圈、第一唇形密封圈、扶正环依次装进键筒接头内部，所述键筒接头与花键筒体母扣端连接，所述防掉半环、耐磨环依次装入花键芯轴上，所述花键筒体装入花键芯轴上，所述碟簧装入花键芯轴上，所述的冲阻管与花键芯轴连接，所述活塞套热装入碟塞壳体内，所述碟塞壳体与花键筒体连接，所述小BA密封圈、大BA密封圈装入平衡活塞内，所述平衡活塞装入冲阻管内，所述限位锁母与冲阻管连接，所述活塞防尘圈、第二O型密封圈、唇形密封圈分别装入阻尼活塞内，所述阻尼活塞装入阻尼接头内，所述孔用挡圈装入阻尼接头内，所述阻尼接头与碟塞壳体连接，所述阻尼接头与径向减振器连接；所述大密封丝堵与碟塞壳体相连接，所述小密封丝堵与阻尼接头连接。

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