SU977683A1 - Буровой амортизатор - Google Patents

Description

(54) БУРОВОЙ АМОРТИЗАТОР

Изобретение относитс  к буровой технике, а именно к устройствам преимущественно малого диаметра дл  гашени  крутильных и продольных колеба НИИ бурильной колонны/и может найти применение в геологоразведочном буре нии скважин на твердые полезные иско паемые при проходке трещиноватых и других пород различными типами пород разрушающих инструментов,а также в других отрасл х промышленности при п редаче вращени  с резко измен ющимс  в больших пределах крут щим моментом Известно устройство дл  гашени  вибрации бурильной колонна, включающее корпус, установленный в нем вал и размещенный между ними узел амортизации , имекадий набор двух размещен ных концентрично и св занных между собой упругих трубчатых элементов, выполнен «-1к из резины с разным моду л ми упругости и привулканизированны боковыми поверхност ми по всей их высоте с одной стороны к корпусу, а другой к валу, осевые и радиальные упоры 1.. ИЗБеегное устройство гасит крутилы/ле и продольные колебани ,однако кс-лг.огтаточно эффективно ввиду больиюй };.асткости упругих элементов. Больша  жесткость упругих элементов в известной конструкции обусловлена малым плечом, равным толщине упругих элелюнтов, передаваемого через них усили  кручени  от корпуса через упругие элементы на вал, а также беззазорной установкой упругих элементов и передачей осевого усили  по образующей упругих элементов. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  буровой амортизатор,включающий корпус, вал, состо щий и§ двух телескопически расположеншлх частей, установленный с возможностью осевого перемещени  относительно корпуса и образук ций с ним замкнутую кольцевую полость дл  размещени  упругого элемента и узел передачи крут щего момента СзД. бднако этот амортизатор недостаточно эффективно гасит крутильные и продсхльные колебани ,особенно в амортизаторах малого диаметра. Цель изобретени  - повышение эффективности гашени  крутильных и продольных колебаний. Указанна  цель достигаетс  тем, что буровом амортизаторе,включающем корпус, вал, состо щий из двух телескопически расположенных частей , установленный с возможностью осевого перемещени  относительно корпуса и.обра,зуюге1ий с ним замкнутую кольцевую полость дл  размещени  упругого элемента, и узел передачи крут щего момента, упругий элемент расположен с зазором относительно корпуса и жестко св зан по. торцам с част ми вала, причем узел передачи крут щего момента располо-г жен между корпусом и верхней частью вала, а нижн   часть вала имеет возможность ограниченного поворота относительно корпуса.

Кроме того, нижний вал может быть выполнен с выступом, а корпус дл  взаимодействи  с ним имеет радиальный упор.

На фиг. 1 показан амортизатор, продольный разрез} на.фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.1;на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Буровой амортизатор (фиг. 1) содежит корпус 1, установленный в нем вал, выполненный, составным из соосно расположенных верхнего и нижнего валов 2 и 3 соответственно, установленных телескопически. Верхний вал 2 установлен с возможностью осевого перемещени  относительно корпуса, а нижний вал 3 - с возможностью осевог перемещени  и поворота вокруг оси, причем верхний конец нижнего вала 3 расположен в осевой проточке 4 верхнего вала 2, Верхний и нижний валы 2 и 3 выполнены полыми дл  прохождени  по отверстию жидкости при бурени На боковой поверхности верхнего вала выполнены шлицы 5. (фиг. 2), при помо щи которых он соединен с верхней крыкой 6, прикрепленной к корпусу 1 резбовым соединением и служащие узлом передачи крут щего момента. К верхнему концу верхнего вала 2 прикреплен при помощи резьбового соединени  переводник 7, служащий дл  соединени  амортизатора с буровой колонной (не показана). Верхний и нижний валы 2 и 3 выполнены с фланца1 и 8 и 9 соответственно . На нижнем торце фланца 8 верхнего вала 2 и верхнем торце 9 нижнего вала 3 выполнены шлицы 10 и 1-1 соответственно дл  жесткого, соеди| ени  их с упругодемпфирующим элеменТом 12 СФиг. 1 и фиг. 3). . . В нижней части корпуса 1 (фиг.1 и фиг. 4) установлен регулируенв й радиальный упор, выполненный в виде пшицевой гильзы 13 с выступсш 14, обращенным в сторону нижнего згта 3 (внутренний выступ).Шлицева  гильза 13 размещена в шлицах 15 обоймы 16, прикрепленной резьбовым соединением к корпусу 1о На нижнем валу 3 випопнен выступ 17, взаимодействующий с.

выступом 14 дл  огр аничеми  поворота вала относительно корпуса.

К нижнему валу 3 прикреплен на резьбе ниппель 18, соедин ющий его с буровым инструментом (не показано) Шлицева  гильза 13 поджата к обойме 16 с торца нижней крышкой 19, прикреленной при помощи резьбового соединени  к обойме 16.

Корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 влами образует замкнутую кольцевую полость дл  размещен21  резинового упругодемпфирующего элемента 12, на торцах которого выполнены птицы 20, которые привулканизированы к контактирующим с ним шпицам верхнего 2 и нижнего 3 валов (фиг. 1 и фиг,2)

, Упругодемпфирующий элемент 12 выполнен со сферическим круговым утончением 21 дл  создани  зазора между элементом 12 и корпусом 1.Возможен также зазор между упругодемпфирукадим элементом 12 и боковой поверхнос ькг нижнего вала 3,

Буровой амортизатор работает следующим образом.

При бурении осева  нагрузка и крут щий момент от бурильных труб, расположенных выше амортизатора,через верхний вал 2, упругодемпфирующий элемент 12 и нижний вал.З передаютс  на породоразрушак ций инструмент .

При бурении по внутреннему каналу верхнего 2 и нижнего 3 валов пропускают жидкость, герметичность разъема которых обеспечиваетс  телескопической установкой их.

Поскольку Упругодемпфирующий элемент 12 жестко прикреплен к торцам фланцев 8 и 9 верхнего 2 и нижнего 3 валов, а нижний вал 3 имеет возможность поворота вокруг оси,то при приложении к упругодемпфирующему элементу 12 усили  кручени  скручиваетс . При достижении передаваемого через Упругодемпфирующий элемент 12 усили , близкого к пределу его прочности, нижний вал 3 проворачиваетс  вокруг оси и его выступ 17 входит в зацепление с выступом 14 шлицевой гильзы 13, после чего усилие кручени  передаетс  и через корпус/ и через Упругодемпфирующий элемент 12, что предохран ет последний от поломки.

Claims (2)

1. Переустанавлива  шлицевую гильзу 13 в разные положени , можно устанавливать разные углы поворота нижнего вала 3 в зависимости от степени трещиноватости пород, при бурении которых в бурильной колонне возникают крутильные колебани  с разной величиной амплитуды и частоты. При малой амплитуде и большой частоте крутильных колебаний устанавливают минимально возможный угол поворо.та нижнего вала 3 во избежание резонан ных .колебаний, возникаюощх при совпадении частоты собственных колебаний бурильной колонны и колонкового набора. При большой амплитуде и малой частоте крутильных колебаний устанавливают максимально возможный уго поворота нижнего вала 3 и т.д. Скручивание yпpyгoдeмпфиps o l eгo элемента 12 происходит по винтовой линии, составл ющей плечо передаваемого крут5эдего момента, что уменьшает жесткость упругодемпфирующих элементов 12, повышает эффективност демпфировани  и гашени  крутильных и продольных колебаний. Технико-экономическа  эффективность заключаетс  в улучшении условий труда и снижении материальных затрат на провозку счважины. Формула изобретени  1. Буровой 1мортйзатор, включающий корпус, вал, состо щий из двух телескопически располохсениых частей установленный с возможностью осевоГо перемещени  относительно корпуса и образующий с ним замкнутую кольцевую полость дл  размещени  упругого элемента, и узел передачи крут щего момента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности гашени  крутильных и продольных колебаний, упругий элемент расположен с зазором относительно корпуса и жестко св зан по- торцам с част ми вала, причем узел передачи крут щего момента расположен ме сцу корпусом и верхней частью вала, а нижн   часть вала имеет возможность ограниченного поворота,относительно корпуса. 2. Амортизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что нижний веш выполнен с выступом, а корпус дл  взаимодействи  с ним имеет радиа ьный упор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 649820, кл. Е 21 В 17/07, 1977.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 607943, кл. Е 21 В 17/07, 1975.