RU2749705C1 - At-bit damping device - Google Patents
At-bit damping device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749705C1 RU2749705C1 RU2020139107A RU2020139107A RU2749705C1 RU 2749705 C1 RU2749705 C1 RU 2749705C1 RU 2020139107 A RU2020139107 A RU 2020139107A RU 2020139107 A RU2020139107 A RU 2020139107A RU 2749705 C1 RU2749705 C1 RU 2749705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- shaft
- bit
- shock absorber
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/07—Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/07—Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers
- E21B17/076—Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers between rod or pipe and drill bit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурового оборудования для поглощения вредных вибраций долота и бурильной колонны. Изобретение относится к наддолотным амортизаторам и может быть использовано в различных отраслях производства, в том числе для обеспечения безаварийного процесса бурения скважин.The invention relates to the field of drilling equipment for absorbing harmful vibrations of a bit and drill string. The invention relates to supra-bit shock absorbers and can be used in various industries, including to ensure a trouble-free well drilling process.
Известен амортизатор наддолотный (патент RU № 108087, опубл. 10.09.2011), включающий корпус, в котором размещен вал, контактирующий с ниппельной гайкой посредством шлицевого соединения, внутри корпуса размещены ряды амортизирующих элементов в виде колец прямоугольного профиля, которые разделены металлическими дисками, а весь пакет колец и дисков закреплен в корпусе верхним переводником и ниппельной гайкой.Known shock absorber above the bit (patent RU No. 108087, publ. 09/10/2011), including a housing in which a shaft is placed in contact with the nipple nut by means of a spline connection, inside the housing there are rows of shock-absorbing elements in the form of rectangular rings, which are separated by metal discs, and the entire package of rings and discs is secured in the body by an upper sub and a nipple nut.
Недостатком конструкции является то, что резиновые кольца при воздействии ударных нагрузок могут потерять целостность при плотном закреплении на вале. Вследствие чего, не будет обеспечена амортизирующая способность устройства и снизится жесткость конструкции амортизатора.The disadvantage of this design is that rubber rings, when exposed to shock loads, can lose their integrity when tightly fastened to the shaft. As a result, the shock-absorbing ability of the device will not be provided and the rigidity of the shock absorber structure will decrease.
Известен буровой наддолотный амортизатор (патент SU № 1816023, опубл. 20.10.1995), включающий корпус, расположенный в его полости ступенчатый вал, образующий с корпусом своей большей ступенью шлицевую полость, а меньшей полость для размещения упругого элемента, и камеру гидравлической разгрузки, сообщающуюся с затрубным пространством.Known drilling supra-bit shock absorber (patent SU No. 1816023, publ. 20.10.1995), including a housing located in its cavity, a stepped shaft, forming a spline cavity with the housing with its larger step, and a smaller cavity for accommodating an elastic element, and a hydraulic unloading chamber communicating with annular space.
Недостатком данного амортизатора является гибкая стенка, выполненная из резиновой мембраны, которая снижает надежность конструкции амортизатора при его эксплуатации.The disadvantage of this shock absorber is a flexible wall made of a rubber membrane, which reduces the reliability of the shock absorber structure during its operation.
Известен буровой наддолотный амортизатор (патент RU № 2015294, опубл. 30.06.1994 г.), включающий корпус, расположенный в его полости ступенчатый вал, образующий с корпусом своей большей ступенью шлицевую полость и меньшей ступенью - полость для размещения упругого элемента, содержащую установленные друг над другом ряды резиновых шаров, чередующиеся с металлическими дисками, закрепленными на валу и в корпусе, камеру гидравлической разгрузки и камеру с гибкой стенкой, гидравлически связанную с шлицевой камерой.Known drilling supra-bit shock absorber (patent RU No. 2015294, publ. 30.06.1994), including a housing located in its cavity, a stepped shaft, forming a spline cavity with the housing with its larger step and a smaller step - a cavity for accommodating an elastic element containing installed each above the other, rows of rubber balls, alternating with metal discs fixed on the shaft and in the housing, a hydraulic discharge chamber and a flexible wall chamber, hydraulically connected to the spline chamber.
Недостатками конструкции данного устройства является наличие камеры гидравлической разгрузки, заполняющейся буровым раствором, негативно влияющего на резиновые элементы, и размывает внутреннюю полость амортизатора. Сложность конструкции, по сравнению с предлагаемым устройством, ограничивает возможности промыслового использования и обслуживания известного амортизатора. Наличие отверстий на меньшей ступени вала снижает надежность конструкции амортизатора при ударных нагрузках на сжатие и кручение.The disadvantages of the design of this device is the presence of a hydraulic unloading chamber, which is filled with drilling fluid, which negatively affects the rubber elements, and erodes the inner cavity of the shock absorber. The complexity of the design, in comparison with the proposed device, limits the field use and maintenance of the known shock absorber. The presence of holes in a smaller shaft step reduces the reliability of the shock absorber structure under shock loads in compression and torsion.
Известен гидромеханический амортизатор (патент RU № 2255197, опубл. 27.06.2005 г.), включающий корпус, в нижней части которого расположены ряды амортизирующих элементов в виде шаров, которые разделены металлическими кольцами. Вверху нижней части корпуса расположен поршень, образующий с валом и верхней частью корпуса герметичную гидравлическую камеру, предназначенную для создания дополнительной амортизирующей способности и заполненную дизельным маслом, которое подается через гидропротоки, расположенные в верхней части корпуса.Known hydromechanical shock absorber (patent RU No. 2255197, publ. 27.06.2005), including a housing, in the lower part of which are rows of shock-absorbing elements in the form of balls, which are separated by metal rings. A piston is located at the top of the lower part of the housing, which forms a sealed hydraulic chamber with the shaft and the upper part of the housing, designed to create additional shock-absorbing capacity and filled with diesel oil, which is supplied through hydraulic flows located in the upper part of the housing.
Недостатками конструкции данного устройства является то, что все амортизирующие элементы в связи с их идентичными жесткостными свойствами, работают параллельно, т.е. имеют возможность гасить вибрации узкого спектра частот.The disadvantages of the design of this device are that all shock-absorbing elements, due to their identical stiffness properties, operate in parallel, i.e. have the ability to dampen vibrations of a narrow frequency spectrum.
Известен наддолотный амортизатор (авторское свидетельство SU № 312038, опубл. 19.08.1971), принятый за прототип, включающий корпус с промывочным каналом, верхняя и нижняя части которого соединены резьбой, обратный клапан плавающего поршня, имеющий верхний уплотнительный элемент, разгрузочную втулку коробчатого сечения и образующую с внутренним цилиндром корпуса полость, соединенную с промывочным каналом отверстиями, и набор упругих и металлических колец, полого штока, снабженного внизу замковой резьбой под долото и вверху толкателем.Known supra-bit shock absorber (inventor's certificate SU No. 312038, publ. 08/19/1971), taken as a prototype, including a housing with a flushing channel, the upper and lower parts of which are connected by threads, a floating piston check valve having an upper sealing element, a box-section unloading sleeve and forming a cavity with the inner cylinder of the body, connected to the flushing channel by openings, and a set of elastic and metal rings, a hollow rod equipped at the bottom with a locking thread under the bit and at the top with a pusher.
Недостатком данного амортизатора является наличие в конструкции переходника с плоской поверхностью, при движении бурового раствора через патрубок в переходник возникает область гидравлических сопротивлений в камере между патрубком и переходником. Вследствие чего, образования гидравлических сопротивлений снижается амортизационная способность устройства. Вращение корпусу амортизатора от вала передается через радиальные выступы и упругие пластинчатые элементы, которые могут быстро износиться в процессе эксплуатации.The disadvantage of this shock absorber is the presence of an adapter with a flat surface in the design; when the drilling fluid moves through the pipe to the adapter, an area of hydraulic resistance arises in the chamber between the pipe and the adapter. As a result, the formation of hydraulic resistance decreases the amortization capacity of the device. Rotation of the shock absorber body from the shaft is transmitted through radial protrusions and elastic plate elements, which can quickly wear out during operation.
Техническим результатом является создание устройства, повышающего эффективность бурения скважин, в том числе в интервалах перемежающихся по прочности пропластков горных пород. The technical result is the creation of a device that increases the efficiency of drilling wells, including in intervals of rock layers alternating in strength.
Технический результат достигается тем, что внутри корпуса установлен вал, который сверху и снизу герметизирован уплотнительными кольцами и зафиксирован относительно исходного положения пружиной, которая смонтирована вокруг вала и внутренней поверхности нижней части корпуса, и дилатантной жидкостью, которая находится в нижней части корпуса, а поршень выполнен в виде увеличенного диаметра центральной части вала.The technical result is achieved by the fact that a shaft is installed inside the housing, which is sealed from above and below with sealing rings and is fixed relative to the initial position by a spring, which is mounted around the shaft and the inner surface of the lower part of the housing, and a dilatant fluid, which is located in the lower part of the housing, and the piston is made in the form of an increased diameter of the central part of the shaft.
Устройство наддолотного амортизатора поясняется следующими фигурами:The structure of the above-bit shock absorber is illustrated by the following figures:
фиг. 1 - структурная схема устройства наддолотного амортизатора;fig. 1 is a block diagram of a supra-bit shock absorber device;
фиг. 2 - вид по сечению наддолотного амортизатора, где:fig. 2 is a cross-sectional view of the shock absorber above the bit, where:
1 - бурильная труба;1 - drill pipe;
2 - верхняя часть корпуса;2 - the upper part of the body;
3 - уплотнительное кольцо;3 - a sealing ring;
4 - пружина;4 - spring;
5 - нижняя часть корпуса;5 - the lower part of the body;
6 - поршень,6 - piston,
7 - вал;7 - shaft;
8 - дилатантная жидкость;8 - dilatant liquid;
9 - калибратор;9 - calibrator;
10 - долото.10 - chisel.
Устройство наддолотного амортизатора (фиг. 1) включает корпус, состоящий из двух частей - верхней части корпуса 2 и нижней части корпуса 5, герметично соединенных конической резьбой. На верхней части корпуса 2 закреплена при помощи конического резьбового соединения бурильная колонна 1, выполненная, например, из стали. Внутри корпуса установлен вал 7, с возможностью перемещения по шлицевым пазам (фиг. 2). Центральная часть вала 7 (фиг. 1) выполнена с увеличенным диаметром - поршень 6. Вал 7 сверху и снизу герметизирован уплотнительными кольцами 3 и зафиксирован относительно исходного положения в корпусе пружиной 4, смонтированной вокруг вала 7 и внутренней поверхности нижней части корпуса 5, и дилатантной жидкостью 8, находящейся в нижней части корпуса 5. Под нижней частью корпуса 5 на валу 7 при помощи резьбового соединения закреплен калибратор 9, к которому, с возможностью съема через переводник (на фигуре не показан), закреплено долото 10.The device nadbolotnogo shock absorber (Fig. 1) includes a housing consisting of two parts - the upper part of the housing 2 and the lower part of the
Устройство работает следующим образом. При нагружении бурильной трубы 1, под действием ударных осевых нагрузок и вибраций на долото 10 и боковых вибраций на калибратор 9, передающихся на вал 7, производится движение поршня 6 и вала 7 со скольжением в верхнюю часть корпуса 2 по уплотнительным кольцам 3 с одновременным сжатием пружины 4, приводящим к перетеканию дилатантную жидкость 8 в нижнюю часть корпуса 5 через шлицевую полость вала 7.The device works as follows. When loading the drill pipe 1, under the action of axial shock loads and vibrations on the
Устройство повышает эффективность бурения скважин за счет снижения вибраций бурильной колонны, путем деформации пружины, затухания упругих волн в среде дилатантной жидкости, преодоления сил внутреннего трения рабочей жидкости, вовлекаемой в колебательное движение при перемещениях вала относительно корпуса, а также гидравлических сопротивлений, проявляющихся при перетекании рабочей жидкости между полостями амортизатора.The device increases the efficiency of well drilling by reducing vibrations of the drill string by deforming the spring, damping elastic waves in the dilatant fluid medium, overcoming the forces of internal friction of the working fluid involved in oscillatory motion when the shaft moves relative to the body, as well as hydraulic resistances that appear when the working fluid flows. fluid between the cavities of the shock absorber.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139107A RU2749705C1 (en) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | At-bit damping device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139107A RU2749705C1 (en) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | At-bit damping device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749705C1 true RU2749705C1 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=76377466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139107A RU2749705C1 (en) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | At-bit damping device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749705C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781978C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-10-21 | Михаил Иванович Сердюк | Near-bit vibration dampener |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU312038A1 (en) * | В. А. Вареник, А. Л. Буцкий , В. П. Мациевский | ADDITIONAL ALI-RESISTANT UNION nLATLHiHe-YCXiu; "n, h LIBRARY | ||
RU2255197C1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Hydromechanical shock-absorber |
RU65097U1 (en) * | 2007-01-25 | 2007-07-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | MECHANICAL SHOCK ABSORBER |
CN102146773A (en) * | 2011-04-22 | 2011-08-10 | 湖南山河智能机械股份有限公司 | Drilling machine shock absorber and using method thereof |
CN201963216U (en) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司 | High-temperature resistant hydraulic two-way shock absorber |
US20200018377A1 (en) * | 2018-03-15 | 2020-01-16 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Bit support assembly incorporating damper for high frequency torsional oscillation |
-
2020
- 2020-11-30 RU RU2020139107A patent/RU2749705C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU312038A1 (en) * | В. А. Вареник, А. Л. Буцкий , В. П. Мациевский | ADDITIONAL ALI-RESISTANT UNION nLATLHiHe-YCXiu; "n, h LIBRARY | ||
RU2255197C1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Hydromechanical shock-absorber |
RU65097U1 (en) * | 2007-01-25 | 2007-07-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | MECHANICAL SHOCK ABSORBER |
CN201963216U (en) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司 | High-temperature resistant hydraulic two-way shock absorber |
CN102146773A (en) * | 2011-04-22 | 2011-08-10 | 湖南山河智能机械股份有限公司 | Drilling machine shock absorber and using method thereof |
US20200018377A1 (en) * | 2018-03-15 | 2020-01-16 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Bit support assembly incorporating damper for high frequency torsional oscillation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781978C1 (en) * | 2021-12-13 | 2022-10-21 | Михаил Иванович Сердюк | Near-bit vibration dampener |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4133516A (en) | Shock absorber for well drilling pipe | |
US3949150A (en) | Drilling string shock-absorbing tool | |
AU2010207008B2 (en) | Downhole vibration dampener | |
US3998443A (en) | Multidirectional shock absorbing device | |
US4246765A (en) | Shock absorbing subassembly | |
US3225566A (en) | Drill string shock absorber | |
US3383126A (en) | Drill string shock absorbers | |
RU2645198C1 (en) | Oscillator for drilling string | |
US3230740A (en) | Drill string shock absorber and vibration dampener | |
US4211290A (en) | Drilling string shock-absorbing tool | |
CN109555492B (en) | Device and method for reducing pressure of well bottom annular drilling fluid based on drill column vibration | |
RU2749705C1 (en) | At-bit damping device | |
RU2010108168A (en) | BILATERAL HYDRAULIC DRILLING DRILL | |
CN102031938A (en) | Shock absorber for drilling tool in oil-gas drilling | |
RU97162U1 (en) | SHOCK ABSORBER | |
US4394884A (en) | Shock sub | |
RU2018118736A (en) | Drill string oscillator | |
RU2467150C2 (en) | Drill string damper | |
US4130000A (en) | Drill string shock absorber | |
RU197940U1 (en) | Anti-bit shock absorber | |
US3381780A (en) | Well tool shock absorber | |
RU65097U1 (en) | MECHANICAL SHOCK ABSORBER | |
RU65549U1 (en) | MECHANICAL SHOCK ABSORBER | |
RU2255197C1 (en) | Hydromechanical shock-absorber | |
CN110805398B (en) | Downhole multi-dimensional vibration self-suppression device and method |