RU2039197C1

RU2039197C1 - Shock-absorber

Info

Publication number: RU2039197C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Тихонов; Иван Алексеевич Плетников
Original assignee: Анатолий Васильевич Тихонов; Иван Алексеевич Плетников
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: bore holes drilling. SUBSTANCE: bore holes drilling shock-absorber has body with set of disks, shaft with bulges and located between them elastic-damping joint, made of alternating steel rings and elastic members. Nipple with threading bead is mounted in lower part of body for engagement with matching bead of shaft. Shock absorber has finger-type coupling to damp rotating vibrations and transfer of rotation. Steel rings and elastic members of elastic-damping joint are made split, that allows during manufacture of shaft with bulges to decrease radial dimension of shock-absorber to be used in bore holes of small diameter. EFFECT: shock-absorber is used in bore holes drilling. 1 dwg

Description

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для амортизации динамических нагрузок. The invention relates to well drilling, in particular to devices for damping dynamic loads.

Известен буровой амортизатор, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлен полый вал, между корпусом и валом размещен упругодемпфирующий узел в виде дисков, закрепленных на корпусе и на валу, между которыми расположены упругие элементы, узел передачи крутящего момента, выполненный в виде шлицевого соединения [1] Недостатком данного устройства является невозможность гашения крутильных и радиальных колебаний, так как крутящий момент на вал от корпуса передается через шлицевое соединение, а радиальные упругие элементы отсутствуют; кроме того, возможно проникновение промывочной жидкости в полость между корпусом и валом, что ведет к размыву упругих элементов и забиванию шламом полости между корпусом и валом, что выводит амортизатор из строя. A well-known shock absorber comprising a housing inside which a hollow shaft is concentrically mounted, between the housing and the shaft there is an elastic damping unit in the form of disks mounted on the housing and on the shaft, between which are elastic elements, a torque transmission unit made in the form of a splined joint [1 ] The disadvantage of this device is the impossibility of damping torsional and radial vibrations, since the torque on the shaft from the housing is transmitted through a spline connection, and the radial elastic elements are absent they are; in addition, it is possible for the flushing fluid to penetrate into the cavity between the housing and the shaft, which leads to erosion of the elastic elements and clogging of the cavity between the housing and the shaft with slurry, which damages the shock absorber.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является буровой амортизатор, включающий корпус, установленный внутри него вал, расположенный в полости между корпусом и валом упругий элемент, содержащий эластичные элементы чередующиеся со стальными кольцами и дисками, закрепленными на корпусе [2] Недостатком является то, что данный амортизатор имеет сложную и металлоемкую конструкцию, например, наличие внутренних и внешних колец и поджимной гайки, что приводит к его удорожанию и сложности изготовления, а также недостаточно полно используется полость между корпусом и валом для размещения в ней эластичных элементов. Closest to the proposed invention is a shock absorber comprising a housing, a shaft installed inside it, an elastic element located in the cavity between the housing and the shaft, comprising elastic elements alternating with steel rings and discs mounted on the housing [2] The disadvantage is that this shock absorber has a complex and metal-intensive design, for example, the presence of internal and external rings and a compression nut, which leads to its cost and complexity of manufacture, as well as insufficient use tsya cavity between the housing and the shaft for receiving the elastic elements.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение металлоемкости амортизатора. The objective of the invention is to simplify the design and reduce the metal consumption of the shock absorber.

Достигается это тем, что в амортизаторе, содержащем корпус, внутри которого концентрично установленный вал, упругий узел, расположенный между корпусом и валом, в виде эластичных элементов и дисков, узел передачи крутящего момента в виде чередующихся эластичных и металлических элементов, выступы дисков корпуса и выступы вала имеют трапециевидную форму, над и под выступами дисков расположены кольца трапециевидного сечения, эластичные элементы выполнены в виде эластичных колец, причем на внешней стороне вала выполнены выступы трапециевидной формы, а кольца трапециевидного сечения, эластичные элементы в виде пакета эластичных колец и полумуфта вала пальчиковой муфты выполнены разрезными. This is achieved by the fact that in the shock absorber containing the housing, inside which a concentrically mounted shaft, an elastic assembly located between the housing and the shaft, in the form of elastic elements and disks, a torque transmission unit in the form of alternating elastic and metal elements, protrusions of the housing disks and protrusions the shaft have a trapezoidal shape, trapezoidal rings are located above and below the protrusions of the disks, elastic elements are made in the form of elastic rings, and trapezoidal protrusions are made on the outside of the shaft shaped, and trapezoidal rings, elastic elements in the form of a package of elastic rings and a shaft coupling of a finger coupling are split.

Выступы, выполненные на внешней поверхности вала, воспринимают на себя нагрузку и это позволяет исключить из конструкции амортизатора диски вала и поджимную гайку для их стопорения, что приводит к упрощению конструкции, уменьшению затрат на изготовление амортизатора и снижению его стоимости, при такой конструкции необходимо выполнить разрезными трапециевидные кольца, эластичные кольца и полумуфту вала пальчиковой муфты. The protrusions made on the outer surface of the shaft take up the load and this eliminates the shaft disks and the compression nut from the shock absorber design for their locking, which simplifies the design, reduces the cost of manufacturing the shock absorber and reduces its cost. trapezoidal rings, elastic rings and a half coupling of a finger coupling shaft.

На чертеже изображен общий вид амортизатора. The drawing shows a General view of the shock absorber.

Буровой амортизатор состоит из корпуса 1, полого вала 2 и размещенного между ними упругодемпфирующего узла, состоящего из дисков 3 корпуса 1 и выступов 4 вала 2, над и под выступами установлены стальные разрезные кольца 5, между которыми расположены эластичные разрезные элементы 6. В нижней части корпуса 1 установлен ниппель 7, имеющий резьбовой бурт, на нижнем конце вала выполнен ответный резьбовой бурт. В нижней части амортизатора размещена пальчиковая муфта для гашения крутильных колебаний и передачи вращения, состоящая из полумуфты 8 корпуса 1 и полумуфты 9 вала 2, которая выполнена разрезной и состоит из двух частей, в полумуфтах 8 и 9 выполнены углубления для эластичных и металлических пальцев 10, нижние торцы полумуфт 8 и 9 имеют кулачки 11, ниппель 7 и вал 2 ответные выемки под кулачки 11. В верхней части амортизатора установлен уплотняющий узел 12, расположенный между валом 2 и переводником. The shock absorber consists of a housing 1, a hollow shaft 2 and an elastic damping unit located between them, consisting of disks 3 of the housing 1 and the protrusions 4 of the shaft 2, steel split rings 5 are installed above and below the protrusions, elastic elastic split members 6 are located between them. At the bottom of the housing 1, a nipple 7 is installed having a threaded shoulder, and a threaded counter shoulder is made at the lower end of the shaft. In the lower part of the shock absorber there is a finger coupling for damping torsional vibrations and transmitting rotation, consisting of a coupling half 8 of the housing 1 and a coupling half 9 of the shaft 2, which is split and consists of two parts, half-couplings 8 and 9 are made recesses for elastic and metal fingers 10, the lower ends of the coupling halves 8 and 9 have cams 11, a nipple 7 and a shaft 2 mating recesses for the cams 11. In the upper part of the shock absorber there is a sealing assembly 12 located between the shaft 2 and the sub.

Сборку устройства осуществляют следующим образом. На вал 2 наворачивается ниппель 7, после выхода из зацепления резьб буртов вала 2 и ниппеля 7 устанавливается на вал 2 полумуфта 9 вала так, чтобы кулачки 11 вошли в ответные углубления вала 2, затем устанавливается полумуфта 8 корпуса 1, при этом ее кулачки 11 должны совпадать с ответными углублениями ниппеля 7, в углубления полумуфт 8 и 9 устанавливаются эластичные 10 и металлические пальцы, далее на вал 2 устанавливается демпфирующий узел, устанавливаются разрезные элементы 6 и стальные кольца 5, состоящие из двух частей, затем диск 3 корпуса и таким образом собирается упругодемпфирующий элемент. Собранный вал 2 устанавливается в корпусе 1, далее устанавливается уплотняющий узел 12 и наворачивается переводник. Сборка окончена. Возможна сборка амортизатора без стальных колец 5, в этом случае эластичные элементы будут работать на срез и жесткость амортизатора уменьшится, что необходимо при гашении колебаний с высокой амплитудой. The assembly of the device is as follows. A nipple 7 is screwed onto the shaft 2, after the threads of the flanges of the shaft 2 and the nipple 7 are out of engagement, it is mounted on the shaft 2 of the shaft coupling 9 so that the cams 11 enter the mating cavities of the shaft 2, then the coupling half 8 of the housing 1 is installed, while its cams 11 must coincide with the corresponding recesses of the nipple 7, elastic 10 and metal fingers are installed in the recesses of the coupling halves 8 and 9, then a damping unit is installed on the shaft 2, split elements 6 and steel rings 5, consisting of two parts, are installed, then the case disk 3 and so In this way, an elastic damping element is assembled. The assembled shaft 2 is installed in the housing 1, then the sealing assembly 12 is installed and the sub is screwed on. Assembly completed. It is possible to assemble a shock absorber without steel rings 5, in this case, the elastic elements will work to cut and the stiffness of the shock absorber will decrease, which is necessary when damping vibrations with high amplitude.

Амортизатор работает следующим образом. При бурении вибрации передаются на вал 2 и через выступы вала передаются на эластичные элементы 6, где происходит гашение осевых и поперечных колебаний, крутильные колебания гасятся в пальчиковой муфте эластичными пальцами 10, ими также передается крутящий момент. The shock absorber works as follows. When drilling, vibrations are transmitted to the shaft 2 and transmitted through the shaft protrusions to the elastic elements 6, where axial and transverse vibrations are damped, torsional vibrations are quenched in the finger coupling by elastic fingers 10, and torque is also transmitted by them.

Пример конкретного выполнения. Наружный диаметр корпуса амортизатора 172 мм, наружный диаметр вала 80 мм, в корпусе установлено десять дисков 3, над и под выступами дисков и выступами вала установлены стальные кольца 5, а между кольцами размещено десять пакетов эластичных элементов, каждый из пакетов состоит из шести резиновых колец. Наружный диаметр дисков 3-148 мм, внутренний диаметр 135 мм, высота пакета эластичных элементов 60 мм, высота каждого кольца 10 мм, высота стального кольца 15 мм. При необходимости увеличения жесткости амортизатора из пакета эластичных элементов убирается, например, два резиновых кольца и они заменяются стальными кольцами такого же размера. При необходимости уменьшения жесткости убираются стальные кольца 3. An example of a specific implementation. The outer diameter of the shock absorber body is 172 mm, the outer diameter of the shaft is 80 mm, ten disks 3 are installed in the case, steel rings 5 are installed above and below the projections of the disks and the projections of the shaft, and ten packages of elastic elements are placed between the rings, each of the packages consists of six rubber rings . The outer diameter of the discs is 3-148 mm, the inner diameter is 135 mm, the height of the pack of elastic elements is 60 mm, the height of each ring is 10 mm, the height of the steel ring is 15 mm. If it is necessary to increase the stiffness of the shock absorber, for example, two rubber rings are removed from the package of elastic elements and they are replaced by steel rings of the same size. If necessary, reduce stiffness removed steel rings 3.

Claims

SHOCK ABSORBER, comprising a housing, a shaft installed inside it, an elastic element located in the cavity between the housing and the shaft, comprising elastic elements alternating with steel rings and discs mounted on the housing, characterized in that the shaft is made with protrusions on the outer surface, and elastic elements and split steel rings.