SU1084502A1

SU1084502A1 - Hydraulic damper

Info

Publication number: SU1084502A1
Application number: SU813368900A
Authority: SU
Inventors: Байрак Закиевич Султанов; Александр Васильевич Лягов; Валерий Сергеевич Дьяков
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1984-04-07

Abstract

ДЕМПФЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ преимущественно дл бурильного инструмента ,содержащий корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещени поршни с центральным и радиальными каналами, отличающийс тем, что, с целью повышени долговечности и эффективности гашени - колебаний, поршни выполнены с кольцевыми проточками с обоих торцев, сообщенными с радиальными каналами, демпфер снабжен кольцевыми толкател ми, которые расположены в проточках поршней и гидравлически уравновешены между собой, наконечником с центральным промывочным каналом, закрепленным на поршне со стороны бурильного инструмента , проход щим через центральные отверсти поршней и образующим с ними и корпусом замкнутые полости, в которые обращены входы радиальных отверстий корпуса , а камеры, образованные толкател ми и поршн ми, сообщены через радиальные каналы последних с центральным промывочным каналом. (Л 00 4 СЛ О oHYDRAULIC DUMPPER predominantly for a drilling tool, comprising a housing with radial through channels and sequentially mounted in the housing with the possibility of axial movement of pistons with central and radial channels, characterized in that, in order to increase durability and damping efficiency, the pistons are made with annular grooves Both ends connected to the radial channels, the damper is provided with annular pushers that are located in the grooves of the pistons and are hydraulically balanced between each other, a tip with a central flushing channel fixed on the piston on the side of the drilling tool, passing through the central holes of the pistons and forming with them and the body closed cavities into which the inlets of the radial holes of the housing are facing, and the chambers formed by pushers and pistons , communicated through the radial channels of the latter with a central flushing channel. (L 00 4 SL O o

Description

Изобретение относитс к технике бурени нефт ных и газовых скважин и предназначено дл гашени продольных колебаний бурильного инструмента.The invention relates to a technique for drilling oil and gas wells and is intended for damping longitudinal vibrations of a drilling tool.

Известен демпфер гидравлический, содержащий корпус с радиальными каналами, систему плавающих рабочих порщней с центральным и радиальными каналами, установленных в корпусе с возможностью осе вого перемещени 1.A hydraulic damper is known, comprising a housing with radial channels, a system of floating working parts with central and radial channels installed in the housing with the possibility of axial movement 1.

Недостатком известного демпфера вл етс невозможность избирательного гашени заданных частот продольных колебаний , возникающих при работе, например, бурильного инструмента, а также наличие специальной рабочей жидкости наполнител .A disadvantage of the known damper is the impossibility of selectively quenching predetermined frequencies of longitudinal vibrations arising during operation of, for example, a drilling tool, as well as the presence of a special working fluid of the filler.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс демпфер гидравлический, преимущественно дл бурильного инструмента, содержащий корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещени поршни с центральным и радиальными каналами 2.Closest to the proposed technical essence is a hydraulic damper, mainly for a drilling tool, comprising a housing with radial through channels and sequentially mounted in the housing with the possibility of axial movement of the pistons with central and radial channels 2.

Поршни выполнены дифференциальными и одностороннего действи с телескопическим расположением друг относительно друга, а отверстие поршн , обрашенного к инструменту, представл ет собой диффузор струйного насоса. Из-за того, что поршни выполнены одностороннего действи , возникает стук по обратной поверхности их демпфирующих . элементов, а это снижает долговечность устройства и эффективность гашени колебаний.The pistons are differential and unilateral with a telescopic arrangement relative to each other, and the hole of the piston attached to the tool is the jet pump diffuser. Due to the fact that the pistons are one-sided, there is a knock on the back surface of their damping. elements, and this reduces the durability of the device and the effectiveness of damping.

Цель изобретени - повышение долговечности и эффективности гашени колебаний .The purpose of the invention is to increase the durability and efficiency of damping.

Указанна цель достигаетс тем, что в демпфере гидравлическом преимущественно дл бурильного инструмента, содержащем корпус с радиальными сквозными каналами и последовательно установленные в корпусе с возможностью осевого перемещени поршни с центральным и радиальными каналами, поршни выполнены с кольцевыми проточками с обоих торцев, сообщенными с радиальными каналами, демпфер снабжен кольцевыми толкател ми, которые расположены в проточках поршней и гидравлически уравновешены между собой, наконечником с центральным промывочным каналом, закрепленным на поршне со стороны бурильного инструмента, проход шим через центральное отверстие поршней и образующим с ними и корпусом замкнутые полости, в которые обрашены входы радиальных отверстий корпуса, а камеры, образованные толкател ми и поршн ми, сообщены через радиальные каналы последних с центральным промывочным каналом.This goal is achieved by the fact that in a hydraulic damper, mainly for a drilling tool, comprising a housing with radial through channels and sequentially mounted in the housing with axial movement of pistons with central and radial channels, the pistons are made with annular grooves at both ends communicated with radial channels, the damper is equipped with annular pushers that are located in the piston grooves and are hydraulically balanced with each other, with a tip with a central flushing a channel fixed on the piston from the side of the drilling tool, passing through the central hole of the pistons and forming with them and the body closed cavities into which the entrances of the radial holes of the housing are located, and the chambers formed by the pushers and pistons are communicated through the radial channels of the latter with the central wash channel.

На фиг. 1 изображен демпфер, продольный разрез, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a damper, longitudinal section, general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Демпфер гидравлический содержит корпус , который дл удобства в эксплуатации содержит верхний переводник 1, средние секции 2 и нижнюю часть 3. Все части корпуса имеют радиальные сквозные каналы 4.The hydraulic damper includes a housing, which, for ease of operation, comprises an upper sub 1, middle sections 2 and a lower part 3. All parts of the housing have radial through channels 4.

В корпусе последовательно установлены с.возможностью осевого перемещени порщни 5. В каждом поршне 5 с обоих торцев выполнены кольцевые проточки, в которых установлены два кольцевых толкател 6 и 7, гидравлически уравновешенные друг с другом.An axial displacement of the shaft 5 is arranged in series in the housing. In each piston 5, annular grooves are made at both ends, in which two annular pushers 6 and 7 are mounted, which are hydraulically balanced with each other.

В нижнем поршне 8 со стороны бурильного инструмента (не показан) закреплен наконечник 9 с центральным промывочным каналом 10.In the lower piston 8 from the side of the drilling tool (not shown) is fixed the tip 9 with the central flushing channel 10.

Наконечник 9 проходит через центральные отверсти всех порщней 5. Камеры, 0 образованные поршн ми 5 и толкател ми б и 7 и вл юи иес гидравлическими пружинами , сообщены через радиальные каналы 11 в поршн х 5 и каналы 12 в наконечнике 9 с центральным промывочным каналом 10.Tip 9 passes through the central openings of all the Porsche 5. Chambers 0 formed by pistons 5 and pushers b and 7 and are hydraulic springs are connected through radial channels 11 to pistons 5 and channels 12 at tip 9 with central washing channel 10 .

Полости, образованные наконечником 9, поршн ми 5 и корпусом, через радиальные сквозные каналы 4 св заны с затрубным пространством.The cavities formed by the tip 9, the pistons 5 and the housing are connected through the radial through channels 4 to the annulus.

Демпфер устанавливаетс в бурильной колонне с помощью присоединительных Q резьб в штоке 13 нижнего поршн 8 и переводнике 1. Дл передачи крут щего момента от штока 13 к корпусу служит шпоночное соединение со шпонкой 14.A damper is installed in the drill string by means of connecting Q threads in the rod 13 of the lower piston 8 and sub 1. Key connection with key 14 serves to transmit the torque from rod 13 to the body.

Создание необходимой гидравлической пружины достигаетс путем расчётного подбора необходимого числа поршней 5 в зависимости от величины динамической составл ющей осевой силы. При установке демпфера на значительном рассто нии от забо скважины под нижним поршнем 8 дополнительно размещаетс расчетное, количество гидравлических пружин.The creation of the necessary hydraulic spring is achieved by calculating the required number of pistons 5, depending on the dynamic component of the axial force. When the damper is installed at a considerable distance from the bottom of the well, the calculated number of hydraulic springs is additionally placed under the lower piston 8.

Демпфер работает следующим образом.The damper works as follows.

Промывочна жидкость, подаваема буровым насосом (не показан) за счет перерада давлений в затрубном и внутритрубном пространстве, заполн ет камеры демпфера , разжима кольцевые толкатели 6 и 7 в крайнее разжатое положение, во врем запуска забойного двигател , когда бурильный инструмент не касаетс забо . При каQ сании бурильного инструмента забо шток 13, жестко с ним св занный, совершает возвратно-поступательное движение в такт с динамическим процессом, совершаемым в забое скважины.The flushing fluid supplied by the mud pump (not shown) due to overpressure in the annulus and in-line space fills the damper chambers, unclenching the ring pushers 6 and 7 to the extreme uncompressed position during the start of the downhole motor when the drilling tool does not touch the bottom. When the drilling tool is cut, the rod 13, rigidly connected with it, reciprocates to the dynamic process in the bottom hole.

При набегании бурильного инструмента 5 на ухаб скважины шток 13, двига сь вверх через поршни 5, сдвигает кольцевые толкатели 6 и 7 относительно поршней 5,- в результате давление в камерах поршней 5 повышаетс , создава гидравлическую силу, направленную против осевой динамической силы, и часть энергии колебаний рассеиваетс в виде тепла. В следующий момент времени после достижени ллаксимальной гидравлической силы шток 13 начинает двигатьс вниз, а врем возврата инструмента назабой снижаетс распр млением гидравлических пружин. Снижение стука приWhen the drilling tool 5 rushes over the borehole, the rod 13, moving upward through the pistons 5, moves the ring pushers 6 and 7 relative to the pistons 5 - as a result, the pressure in the chambers of the pistons 5 rises, creating a hydraulic force directed against the axial dynamic force, and part vibration energy is dissipated as heat. At the next time point after reaching the maximum hydraulic force, the rod 13 starts to move downward, and the time for the tool to return to the bottom is reduced by the distribution of the hydraulic springs. Decrease in knock at

соударении нижнего поршн 8 с корпусом обеспечиваетс его нижним толкателем, что значительно повышает долговечность устройства.the collision of the lower piston 8 with the housing is provided by its lower pusher, which significantly increases the durability of the device.

За счет многосекционности повышаетс эффективность гашени колебаний, -благодар чему при изменении числа рабочих поршней можно демпфировать продольные колебани различной частоты.Due to the multisection, the efficiency of damping increases, thanks to which, with a change in the number of working pistons, longitudinal oscillations of various frequencies can be damped.

Claims

HYDRAULIC DAMPER mainly for a boring tool, comprising a housing with radial through channels and sequentially mounted in the housing axially moving pistons with central and radial channels, characterized in that, in order to increase the durability and efficiency of damping-vibrations, the pistons are made with annular grooves with both ends connected with radial channels, the damper is equipped with annular pushers, which are located in the grooves of the pistons and are hydraulically balanced between it is a tip with a central flushing channel mounted on the piston from the side of the drilling tool, passing through the central holes of the pistons and forming closed cavities with them and the body, into which the inlets of the radial holes of the body are facing, and the chambers formed by the pushers and pistons are communicated via radial channels of the latter with a central flushing channel.

FIG. 1