RU95022U1

RU95022U1 - SUSPENSION DAMPER

Info

Publication number: RU95022U1
Application number: RU2010104474/22U
Authority: RU
Inventors: Велир Ахатович Сафин; Фарит Фоатович Ахмадишин; Олег Николаевич Ермаков; Анатолий Вениаминович Киршин; Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2010-06-10

Abstract

1. Демпфер наддолотный, включающий цилиндрический корпус с герметично вставленной головкой, соединенные шлицевым соединением с возможностью ограниченного продольного перемещения, присоединенный к головке трубчатый шток, наконечник для жесткого соединения корпуса с долотом, размещенные на штоке между наконечником и головкой тарельчатые пружины, отличающийся тем, что корпус сверху оснащен кольцевым сужением, выполненным с возможностью взаимодействия с головкой при перемещении относительно нее вниз корпуса. ! 2. Демпфер наддолотный по п.1, отличающийся тем, что шлицевое соединение выполнено в виде выступов на кольцевом сужении, вставленных в соответствующие наружные продольные выборки головки, изготовленной сборной и состоящей из соединенных жестко тела и кольцевого поршня, опирающегося на тарельчатые пружины. ! 3. Демпфер наддолотный по п.1, отличающийся тем, что шлицевое соединение выполнено в виде штифтов, запрессованных по периметру головки, вставленных в соответствующие продольные пазы, которые выполнены по периметру кольцевого сужения корпуса. 1. The damping damper, comprising a cylindrical body with a hermetically inserted head, connected by a spline connection with the possibility of limited longitudinal movement, a tubular rod attached to the head, a tip for rigidly connecting the body to the bit, disk springs placed on the rod between the tip and head, characterized in that the housing on top is equipped with an annular narrowing configured to interact with the head when moving relative to it down the housing. ! 2. The damping damper according to claim 1, characterized in that the spline connection is made in the form of protrusions on an annular narrowing inserted into the corresponding external longitudinal samples of the head made by the team and consisting of a rigidly connected body and an annular piston resting on a disk spring. ! 3. The damping damper according to claim 1, characterized in that the spline connection is made in the form of pins, pressed along the perimeter of the head, inserted into the corresponding longitudinal grooves, which are made around the perimeter of the annular narrowing of the housing.

Description

Полезная модель относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, к демпферам для гашения динамических нагрузок на буровой инструмент.The utility model relates to devices for drilling oil and gas wells, in particular, to dampers for damping dynamic loads on a drilling tool.

Известен «Амортизатор наддолотный» (пат. на ПМ RU №62144, Е21В 17/07, опубл. Бюл. №18 от 27.06.01 г.), содержащий наружную трубу, выполненную с возможностью ее соединения с буровой штангой и телескопически связанную с ней внутреннюю трубу, выполненную с возможностью ее соединения с рабочим инструментом, размещенные в трубах пакеты тарельчатых пружин, приспособление для предварительной деформации тарельчатых пружин, состоящее из нажимной гайки, соединенной с наружной трубой посредством резьбы, центрирующей трубы, кольца, промежуточной опоры, опорной пяты, и средство для передачи крутящего момента на рабочий инструмент, причем оно выполнено в виде шлицевого соединения, при этом шлицевые пазы шлицевого соединения выполнены на наружной трубе со стороны рабочего инструмента, причем в стенке наружной трубы изнутри выполнена кольцевая канавка, в которой размещены стопоры, предназначенные для фиксации внутренней трубы и ограничения ее предельного положения после предварительной деформации тарельчатых пружин.Known "Shock absorber" (US Pat. PM PM No. 62144, EV 21/07, publ. Bull. No. 18 dated 06/27/01), containing an outer pipe made with the possibility of its connection with the drill rod and telescopically connected with it inner tube, made with the possibility of its connection with the working tool, disk spring packages placed in the pipes, device for preliminary deformation of disk springs, consisting of a pressure nut connected to the outer pipe by a thread, a centering pipe, a ring, an intermediate support, a support yati, and means for transmitting torque to the working tool, and it is made in the form of a spline connection, while the spline grooves of the spline connection are made on the outer pipe from the side of the working tool, and an annular groove is made in the wall of the outer pipe, in which the stoppers are placed, designed to fix the inner pipe and limit its ultimate position after preliminary deformation of the Belleville springs.

Недостатком данной конструкции является то, что стопоры, предназначенные для фиксации внутренней трубы и ограничения ее предельного положения после предварительной деформации тарельчатых пружин, не надежны, так как жесткость тарельчатых пружин очень высокая. Кроме этого, при подъеме инструмента или его прихвате основную нагрузку воспринимают именно эти стопоры, и их разрушение может привести к аварии на скважине и потере инструмента (долота).The disadvantage of this design is that the stoppers designed to fix the inner pipe and limit its limit position after preliminary deformation of the disk springs are not reliable, since the stiffness of the disk springs is very high. In addition, when lifting the tool or grabbing it, these stoppers perceive the main load, and their destruction can lead to an accident at the well and loss of the tool (bit).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Демпфер наддолотный» (пат. на ПМ RU №84441, Е21В 17/07, опубл. Бюл. №19 от 10.07.09 г.), включающий цилиндрический корпус с головкой, присоединенный к головке трубчатый шток, размещенные на штоке тарельчатые пружины и наконечник, причем соединение корпуса с головкой выполнено шпоночным, причем шпонки вставлены в сквозные радиальные отверстия корпуса изнутри, кроме этого, торцы головки и наконечника, на которые опираются тарельчатые пружины, выполнены с радиальными пазами для циркуляции жидкости, внутри корпуса, а также между наконечником и штоком размещен подвижный вдоль оси кольцевой компенсатор из упругого материала, например, капролона.The closest in technical essence and the achieved result is "damping damper" (pat. PM PM RU No. 844441, E21B 17/07, publ. Bull. No. 19 from 07/10/09), including a cylindrical body with a head attached to the head a tubular rod, disk springs and a tip placed on the rod, the connection of the housing to the head being made by a key, the keys inserted into the through radial holes of the housing from the inside, in addition, the ends of the head and the tip on which the disk springs rest are made with radial grooves for circulating fluid within the housing and between the head and a movable rod disposed along the axis of the compensator ring of resilient material, e.g., Caprolon.

Недостатком данной конструкции является то, что шпонки установлены в пазах головки без натяга, вследствие чего быстро расшатываются и разбиваются, что в конечном итоге приводит к их разрушению и выходу демпфера из строя.The disadvantage of this design is that the keys are installed in the grooves of the head without interference, as a result of which they are quickly loosened and broken, which ultimately leads to their destruction and failure of the damper.

Технической задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции демпфера, повышение его надежности и срока службы.The technical task of the proposed device is to simplify the design of the damper, increasing its reliability and service life.

Поставленная задача решается демпфером наддолотным, включающим цилиндрический корпус с герметично вставленной головкой, соединенные шлицевым соединением с возможностью ограниченного продольного перемещения, присоединенный к головке трубчатый шток, наконечник с для жесткого соединения корпуса с долотом, размещенные на штоке между наконечником и головкой тарельчатые пружины.The problem is solved by a damping damper, including a cylindrical body with a hermetically inserted head, connected by a spline connection with the possibility of limited longitudinal movement, a tubular rod attached to the head, a tip c for rigid connection of the body to the bit, and Belleville springs are placed on the rod between the tip and the head.

Новым является то, что корпус сверху оснащен кольцевым сужением, выполненным с возможностью взаимодействия с головкой при перемещении относительно нее вниз корпуса, при этом шлицевое соединение выполнено в виде выступов на кольцевом сужении, вставленных в соответствующие наружные продольные выборки головки, изготовленной сборной и состоящей из соединенных жестко тела и кольцевого поршня, опирающегося на тарельчатые пружины.What is new is that the casing on top is equipped with an annular contraction made with the possibility of interacting with the head when moving relative to it down the casing, while the spline connection is made in the form of protrusions on the annular narrowing inserted into the corresponding external longitudinal selections of the head made by the team and consisting of connected rigidly body and annular piston resting on cup springs.

Новым является также то, что шлицевое соединение выполнено в виде штифтов, запрессованных по периметру головки, вставленных в соответствующие продольные пазы, которые выполнены по периметру кольцевого сужения корпуса.Also new is that the spline connection is made in the form of pins, pressed along the perimeter of the head, inserted into the corresponding longitudinal grooves, which are made around the perimeter of the annular narrowing of the housing.

На фиг.1 изображен продольный разрез демпфера наддолотного со шлицевым соединением. На фиг.2 изображен продольный разрез демпфера наддолотного со штифтовым соединением.Figure 1 shows a longitudinal section of a damping damper with a spline connection. Figure 2 shows a longitudinal section of a damping damper with a pin connection.

Демпфер наддолотный со шлицевым соединением (см. фиг.1) включает цилиндрический корпус 1 с герметично вставленной в него с возможностью ограниченного продольного перемещения головкой 2, к которой снизу присоединен трубчатый шток 3. Корпус 1 снизу жестко соединен с наконечником 4. На трубчатом штоке 3 между головкой 2 и наконечником 4 размещены тарельчатые пружины 5. Шлицевое соединение выполнено в виде выступов 7, расположенных на кольцевом сужении 6 корпуса 1, вставленных в соответствующие наружные продольные выборки 8 головки 2. Снизу снаружи головка 2 жестко соединена с кольцевым поршнем 9, опирающимся на тарельчатые пружины 5. При сборке демпфера пространство вокруг пружин заполняют консистентной смазкой, например графитной. Герметизация пространства между корпусом 1 и трубчатым штоком 3 осуществляется с помощью уплотнительного кольца 10 сверху и компенсатора-уплотнителя 11 снизу, кроме этого, компенсатор-уплотнитель 11 компенсирует изменение объема консистентной смазки внутри корпуса 1 при циклическом движении трубчатого штока 3 вниз и вверх. С помощью резьбы 12 демпфер наддолотный соединяют с колонной бурильных труб (на фиг. не показано), а резьбы 13 - с долотом.The damping damper with a spline connection (see Fig. 1) includes a cylindrical body 1 with a head 2 sealed into it with the possibility of limited longitudinal movement, to which a tubular rod 3 is attached from below. The housing 1 is rigidly connected to the tip 4 from the bottom. On the tubular rod 3 Belleville springs 5 are placed between the head 2 and tip 4. The spline connection is made in the form of protrusions 7 located on the annular narrowing 6 of the housing 1, inserted into the corresponding outer longitudinal samples 8 of the head 2. Bottom outside olovka 2 rigidly connected to the annular piston 9, resting on the Belleville springs 5. When assembling the space around the damper springs are filled with grease, for example graphite. Sealing the space between the housing 1 and the tubular rod 3 is carried out using the sealing ring 10 on top and the expansion joint-seal 11 from the bottom, in addition, the expansion joint-seal 11 compensates for the change in the volume of grease inside the housing 1 during cyclic movement of the tubular rod 3 up and down. Using thread 12, the damping damper is connected to the drill pipe string (not shown in FIG.), And thread 13 is connected to the chisel.

Демпфер наддолотный со штифтовым соединением (см. фиг.2) отличается тем, что соединение корпуса 1 и головки 2 выполнено в виде штифтов 14, запрессованных по периметру головки 2, вставленных в соответствующие продольные пазы 15, которые выполнены по периметру кольцевого сужения 6 корпуса 1.The damping damper with a pin connection (see Fig. 2) is characterized in that the connection of the housing 1 and the head 2 is made in the form of pins 14, pressed along the perimeter of the head 2, inserted into the corresponding longitudinal grooves 15, which are made around the perimeter of the annular narrowing 6 of the housing 1 .

Демпфер наддолотный работает следующим образом.Damper overhead works as follows.

Перед спуском в скважину производят наружный осмотр, проверяют отсутствие подтеков масла и состояние присоединительных резьб 12 (см. фиг.1) и 13, определяют свободный ход головки 2 в корпусе 1. По свободному ходу проверяют остаточные деформации тарельчатых пружин 5 и необходимость их замены.Before lowering into the well, an external inspection is carried out, the absence of oil smudges and the condition of the connecting threads 12 (see Fig. 1) and 13 are checked, the free movement of the head 2 in the housing 1 is determined. The free movement is checked for residual deformations of the disk springs 5 and the need for replacement.

Далее демпфер наддолотный при помощи присоединительных резьб 12 трубчатого штока 3 и 13 наконечника 4 соединяют с колонной бурильных труб и долотом (на фиг. не показано) соответственно и начинают бурение. Передача крутящего момента осуществляется с помощью шлицевого соединения, выполненного в виде выступов 7, расположенных на кольцевом сужении 6 корпуса 1, вставленных в соответствующие наружные продольные выборки 8 головки 2 (см. фиг.1), либо с помощью штифтов 14 (см. фиг.2), запрессованных по периметру головки 2, вставленных в соответствующие продольные пазы 15, которые выполнены по периметру кольцевого сужения 6 корпуса 1 в штифтовом соединении. Осевая нагрузка передается через тарельчатые пружины 5 (см. фиг.1). Ограничителем хода корпуса 1 относительно головки 2 является кольцевой поршень 9, который надежно фиксирует корпус 1 при работе демпфера наддолотного, а также при подъеме его вместе с инструментом из скважины.Next, the damping damper using connecting threads 12 of the tubular rod 3 and 13 of the tip 4 is connected to the drill pipe string and drill bit (not shown in Fig.), Respectively, and drilling begins. Torque transmission is carried out using a spline connection made in the form of protrusions 7 located on the annular narrowing 6 of the housing 1, inserted into the corresponding outer longitudinal samples 8 of the head 2 (see Fig. 1), or using pins 14 (see Fig. 2), pressed around the perimeter of the head 2, inserted into the corresponding longitudinal grooves 15, which are made along the perimeter of the annular narrowing 6 of the housing 1 in a pin connection. The axial load is transmitted through the cup springs 5 (see figure 1). The stroke limiter of the housing 1 relative to the head 2 is an annular piston 9, which reliably fixes the housing 1 during operation of the over-bit damper, as well as when lifting it together with the tool from the well.

Благодаря тому, что основные ударные нагрузки при работе и подъеме инструмента приходятся на кольцевой поршень 9 и кольцевое сужение 6 корпуса 1, остальные менее надежные элементы демпфера от этих нагрузок защищены, что позволяет увеличить работоспособность конструкции и, как следствие, ее надежность.Due to the fact that the main shock loads during operation and lifting of the tool fall on the annular piston 9 and the annular narrowing 6 of the housing 1, the remaining less reliable damper elements are protected from these loads, which allows to increase the operability of the structure and, as a result, its reliability.

Описанные усовершенствования устройства позволяют надежно в процессе бурения передавать вращательное и осевое движение от верхних элементов компоновки бурильной колонны к долоту, уменьшая амплитуду колебаний и величину ударных нагрузок. При этом износ бурового инструмента уменьшается, а межремонтный период забойного двигателя увеличивается.The described improvements of the device allow reliably transmitting rotational and axial movement from the upper elements of the drill string assembly to the bit during drilling, reducing the amplitude of oscillations and the magnitude of shock loads. At the same time, the wear of the drilling tool decreases, and the overhaul period of the downhole motor increases.

Claims

1. The damping damper, comprising a cylindrical body with a hermetically inserted head, connected by a spline connection with the possibility of limited longitudinal movement, a tubular rod attached to the head, a tip for rigidly connecting the body to the bit, disk springs placed on the rod between the tip and head, characterized in that the housing on top is equipped with an annular narrowing configured to interact with the head when moving relative to it down the housing.

2. The damping damper according to claim 1, characterized in that the spline connection is made in the form of protrusions on an annular narrowing inserted into the corresponding external longitudinal samples of the head made by the team and consisting of a rigidly connected body and an annular piston resting on a disk spring.

3. The damping damper according to claim 1, characterized in that the spline connection is made in the form of pins, pressed along the perimeter of the head, inserted into the corresponding longitudinal grooves, which are made around the perimeter of the annular narrowing of the housing.