UA24917U

UA24917U - Absorber of wave energy

Info

Publication number: UA24917U
Application number: UAU200613146U
Authority: UA
Inventors: Illia Yosypovych Rybchych; Bohdan Mykhailovych Maliarchuk; Petro Ivanovych Ohorodnikov; Viktor Mykhailovyc Svitlytskyi; Roman Ivanovych Stefurak
Original assignee: Ukrhazvydobuvannia Subsidiary
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2007-07-25

Abstract

Absorber of wave energy consists of the upper and the lower absorbers as two bodies with rubber elements. Each of bodies is arranged as thin wall shell in which rubber element is compressed with threaded plugs installed with possibility of interaction with the body, one of those is cut along into halves.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до буріння нафтових і газових свердловин, а саме до гасників коливань 2 бурильної колони.The useful model refers to the drilling of oil and gas wells, namely to the vibration dampers of the drill string 2.

Відомий наддолотний амортизатор бурильної колони |А.с. СРСР Мо386122, М.кл. Е21р17/06, публ. 14.04.1973), що містить еластичний елемент виконаний у вигляді тонкостінної пружної оболонки з пружно-в'язким наповнювачем, який передає коливну енергію від бурильної колони до оболонки.The well-known overbit shock absorber of the drill string |A.s. USSR Mo386122, M.cl. E21p17/06, publ. 14.04.1973), containing an elastic element made in the form of a thin-walled elastic shell with an elastic-viscous filler that transmits vibrational energy from the drill string to the shell.

Такий амортизатор можливо встановлювати для гасіння тільки низькочастотних коливань долота у стисненій 710 частині бурильної колони. Використання цього пристрою є малоефективним для захисту від розповсюдження хвильових процесів (розповсюдження хвиль механічних напружень, крутних і подовжніх). Ці недоліки не дозволяють застосовувати його для пониження напружень у любій точці бурильної колони, що знижує ефективність його застосування.Such a shock absorber can be installed to dampen only low-frequency vibrations of the bit in the compressed 710 part of the drill string. The use of this device is ineffective for protection against the propagation of wave processes (propagation of mechanical stresses, torsional and longitudinal waves). These disadvantages prevent its use to reduce stresses at any point of the drill string, which reduces the effectiveness of its use.

Відомий також поглинач вібрацій бурильної колони |Патент США Мо2.587.105, 19521, який включає еластичні 12 гумові елементи, виготовлені у вигляді пустотілих циліндрів одягнених на бурильні труби у необхідних місцях і поміщені у жорсткі корпуси, які надають можливість кріплення їх до бурильної колони. При цьому гумові елементи знаходяться під дією об'ємного напруженого стану, що забезпечує надійний контакт між гумою та стінкою труби. Розсіювання енергії коливного процесу здійснюється за рахунок проковзування притисненої поверхні гуми (пружно-в'язкого середовища) по поверхні труби (конструкційне демпфування). Демпфування залежить від сили притискання гуми до поверхні труби.Also known is the drill string vibration absorber | US Patent Mo2.587.105, 19521, which includes elastic 12 rubber elements made in the form of hollow cylinders dressed on drill pipes in the necessary places and placed in rigid cases that provide the possibility of attaching them to the drill string. At the same time, the rubber elements are under the effect of a volumetric stress state, which ensures reliable contact between the rubber and the pipe wall. Dissipation of the energy of the oscillating process is carried out due to the sliding of the pressed surface of the rubber (elastic-viscous medium) on the surface of the pipe (structural damping). Damping depends on the force of rubber pressing against the pipe surface.

Недоліком такого пристрою є відсутність регулювання демпфуючих можливостей пристрою у залежності від умов буріння.The disadvantage of such a device is the lack of adjustment of the damping capabilities of the device depending on the drilling conditions.

Задачею корисної моделі є підвищення ефективності поглинання хвилевої енергії, що винікає у процесі буріння свердловин, за рахунок регулювання демпфуючих можливостей гасника коливань у необхідних межах. 29 Поставлена задача досягається тим, що у поглиначі хвилевої енергії, який складається з верхнього та в нижнього поглиначів у вигляді двох корпусі, що містять гумові елементи, згідно з запропонованим технічним рішенням, корпуси верхнього та нижнього поглиначів виконані у вигляді тонкостінних оболонок, в яких гумовий елемент стиснутий різьбовими пробками, що встановлені з можливістю взаємодії з відповідними корпусами, при цьому кожний з яких містить одну різьбову пробку, що розрізана подовш навпіл. Крим того, верхній поглинач - 30 встановлений на квадратній ведучій трубі за допомогою різьбової пробки з квадратним отвором, а нижній - че поглинач встановлений на бурильної трубі за допомогою різьбової пробки з круглим отвором. Розміщення двох поглиначів з обох сторін ротору дає можливість демпфувати крутні коливання. За рахунок того, що поглиначі о виконані в вигляді тонкостінних циліндрів, у які вгвинчуються фігурні різьбові пробки для стиснення гумового «І елементу, з'являється додаткова можливість регулювати інтенсивність взаємодії труби і гумового елементу, що 35 призводить до збільшення ефективності гасіння коливань колони бурильних труб у необхідних межах. сThe task of a useful model is to increase the efficiency of wave energy absorption, which occurs in the process of drilling wells, by adjusting the damping capabilities of the vibration damper within the necessary limits. 29 The task is achieved by the fact that in the wave energy absorber, which consists of the upper and lower absorbers in the form of two housings containing rubber elements, according to the proposed technical solution, the housings of the upper and lower absorbers are made in the form of thin-walled shells, in which the rubber the element is compressed by threaded plugs, which are installed with the possibility of interaction with the corresponding housings, each of which contains one threaded plug, which is cut lengthwise in half. In addition, the upper absorber - 30 is mounted on a square guide pipe using a threaded plug with a square hole, and the lower absorber is mounted on a drill pipe using a threaded plug with a round hole. Placing two absorbers on both sides of the rotor makes it possible to damp torsional oscillations. Due to the fact that the absorbers are made in the form of thin-walled cylinders, into which shaped threaded plugs are screwed to compress the rubber element, an additional opportunity appears to regulate the intensity of the interaction between the pipe and the rubber element, which leads to an increase in the effectiveness of damping the vibrations of the drill pipe string within the necessary limits. with

На Фіг.1 наведено загальна схема встановлення пристрою на бурильній колоні; на Фіг.2 - загальний вид верхнього поглинача хвилевої енергії для встановлення на квадратній трубі, а на Фіг.З - його переріз; « на Фіг.4 - загальний вид нижнього поглинача хвилевої енергії для встановлення на круглій бурильній трубі, З 50 а на Фіг.5 - його переріз. с Запропонований поглинач хвилевої енергії складається з двох пристроїв (верхній поглинач та нижнійFigure 1 shows the general scheme of installing the device on the drill string; in Fig. 2 - a general view of the upper absorber of wave energy for installation on a square pipe, and in Fig. 3 - its section; « in Fig. 4 - a general view of the lower absorber of wave energy for installation on a round drill pipe, Z 50 and in Fig. 5 - its section. c The proposed absorber of wave energy consists of two devices (upper absorber and lower

Із» поглинач), які встановлюються на початку і в кінці труби (див. Фіг.1). Верхній поглинач хвилевої енергії встановлений на квадратній ведучій трубі над ротором, а нижній поглинач хвилевої енергії встановлений на круглій бурильній трубі під ротором. 45 Верхній та нижній поглиначі відрізняються тільки отворами різьбових пробок (квадратний або круглий), за о допомогою яких вони встановлюються на трубах (квадратній або круглій відповідно). Поглинач складається з «» труби 1, яка має фігурні закінчення для встановлення розрізної фігурної різьбової пробки 2 з фіксаторами двох половинок З, які вкручуються у тонкостінний корпус 4, що заповнений гумою 5, яка виготовлена з о пружно-в'язкого матеріалу. У корпусі 4 встановлені поршневі кільця б, які перешкоджають витоку гуми 5, що - 70 знаходиться під великим тиском. В корпусі 4 встановлений вкладиш 7, який піджимається різьбовою пробкою 8 (Фіг.2) з квадратним отвором, або різьбовою пробкою 9 (Фіг.4) з круглим отвором. тм Поглинач хвилевої енергії працює наступним чином.From" absorber), which are installed at the beginning and at the end of the pipe (see Fig. 1). The upper wave energy absorber is mounted on a square guide pipe above the rotor, and the lower wave energy absorber is mounted on a circular drill pipe below the rotor. 45 The upper and lower absorbers differ only in the holes of the threaded plugs (square or round), with the help of which they are installed on the pipes (square or round, respectively). The absorber consists of a "" pipe 1, which has shaped ends for installing a split shaped threaded plug 2 with fasteners of two halves C, which are screwed into a thin-walled housing 4, which is filled with rubber 5, which is made of an elastic-viscous material. Piston rings b are installed in the housing 4, which prevent the leakage of the rubber 5, which - 70 is under high pressure. An insert 7 is installed in the housing 4, which is pressed by a threaded plug 8 (Fig. 2) with a square hole, or a threaded plug 9 (Fig. 4) with a round hole. tm The wave energy absorber works as follows.

В процесі взаємодії долота з породою виникають коливання (крутні і подовжні), які передаються по бурильній колоні до гирла свердловини у вигляді пружних хвиль. З другої сторони, змінний момент на роторі також передається на квадратну ведучу трубу, яка, у свою чергу, навантажена вагою частини бурильної колони. с Таким чином, на квадратну трубу здійснюється найбільше навантаження - статичне і динамічне.During the interaction of the bit with the rock, oscillations (torsional and longitudinal) occur, which are transmitted along the drill string to the wellhead in the form of elastic waves. On the other hand, the alternating torque on the rotor is also transmitted to the square guide tube, which, in turn, is loaded with the weight of the drill string part. c Thus, the largest load is applied to the square pipe - static and dynamic.

Хвилевий процес у вигляді крутних і подовжніх хвиль передається через трубу 1 і між гумовим елементом 5 і поверхнею труби 1 виникають відносні переміщення, які обумовлюють розсіювання енергії, тобто конструкційне демпфування, при цьому енергія коливного процесу частково поглинається пружно-в'язким демпфуванням. 60 Енергія між трубою 1 та гумовим елементом 5 перерозподіляється і розсіюється.The wave process in the form of torsional and longitudinal waves is transmitted through the pipe 1 and relative movements occur between the rubber element 5 and the surface of the pipe 1, which cause energy dissipation, that is, structural damping, while the energy of the oscillatory process is partially absorbed by elastic-viscous damping. 60 The energy between the pipe 1 and the rubber element 5 is redistributed and dissipated.

Розрізна пробка 2 служить, по-перше, для кріплення пристрою у виточці труби 1, а, по-друге, при закручуванні пробок 2 і 8 або 2 і 9 гумовий елемент 5 стискається і передає зусилля на стінку труби 1 і на корпус 4 пружно деформуючи оболонку. Таким чином регулюється сила взаємодії між стінками труби 1 і гумовим елементом 5 та підтримується пружними силами тонкостінної оболонки корпусу 4. Від сили взаємодії буде бо залежить величина конструкційного демпфування. Використання двох поглиначів на різних кінцях труби 1 дає можливість більш ефективно поглинати хвильову енергію, що виникає при бурінні свердловин.Split plug 2 serves, firstly, to fasten the device in the bend of the pipe 1, and, secondly, when screwing the plugs 2 and 8 or 2 and 9, the rubber element 5 is compressed and transmits force to the wall of the pipe 1 and to the body 4, elastically deforming shell In this way, the force of interaction between the walls of the pipe 1 and the rubber element 5 is regulated and supported by the elastic forces of the thin-walled casing shell 4. The amount of structural damping will depend on the force of interaction. The use of two absorbers at different ends of pipe 1 makes it possible to more effectively absorb the wave energy that occurs when drilling wells.

Claims

The formula of the invention Wave energy absorber, which consists of an upper and lower absorber in the form of two housings containing rubber elements, which is characterized by the fact that each of the housings is made in the form of a thin-walled shell, in which the rubber element is compressed by screw 70 installed with the possibility of interaction with the housing corks, one of which is cut lengthwise in half. with with in "- (o) " p

- and? ime) sh» se) - 70 what 60 b5