SU1754877A1

SU1754877A1 - Above-bit damper

Info

Publication number: SU1754877A1
Application number: SU894668628A
Authority: SU
Inventors: Борис Павлович Минеев; Владимир Анатольевич Ретровский; Михаил Спиридонович Спасков
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности "Укргипрониинефть"
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Изобретение относитс к бурению. Цель изобретени - повышение эффективности работы наддолотного амортизатора за счет гашени вертикальных и горизонтальных колебаний, дл чего последний включает верхние и нижние переводники, корпус, .шток, жестко соединенный с поршнем, расположенные в образованной между корпусом и штоком герметичной к амере, заполненной жидкостью упругий эл емент, выполненный в виде поочередно установленных друг над другом упругих и жестких колец, за счет сжати которых и одновременного сжати бурового раствора, наход щегос над поршнем, гас тс вертикальные вибрации, а также узел передачи крут щего момента в виде шариков, расположенных с зазором относительно полости, образованной канавками на штоке и корпусе, за счет чего они одновременно гас т и горизонтальные колебани , а дл см гчени динамических ударов, возникающих при больших осевых нагрузках, на торцах поршн и верхнего переводника выполнены соответственно кольцевой выступ и ответна канавка. 1 ил. с/ СThe invention relates to drilling. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the super-longitudinal shock absorber due to damping of vertical and horizontal oscillations, for which the latter includes upper and lower subs, a housing, a rod rigidly connected to a piston located in a fluid-tight elastic electric formed between the housing and the stem The element, made in the form of alternately installed one above the other elastic and rigid rings, due to the compression of which and the simultaneous compression of the drilling fluid above the piston, is extinguished vertical vibrations, as well as a node for transmitting torque in the form of balls arranged with a gap relative to the cavity formed by grooves on the rod and housing, due to which they simultaneously dampen horizontal oscillations, and to relieve dynamic impacts that occur under high axial loads , at the ends of the piston and the upper sub, respectively, an annular protrusion and a return groove are made. 1 il. s / s

Description

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, преимущественно к устройствам дл гашени вибрационных и ударных нагрузок при бурении.The invention relates to the drilling of oil and gas wells, mainly to devices for damping vibration and shock loads during drilling.

Известен наддолотный амортизатор, состо щий из корпуса, верхнего и нижнего переводников и тарельчатой пружины.A known overhead shock absorber consisting of a housing, an upper and a lower subs, and a disc spring.

Недостатком аналога вл етс то, что он гасит только динамические нагрузки за счет совместного действи тарельчатой пружины и шарикового замка.The disadvantage of the analog is that it dampens only the dynamic loads due to the joint action of the disc spring and the ball lock.

Известен буровой амортизатор, содержащий корпус, ствол и упругий элемент, установленный между ними.Known drilling shock absorber, comprising a housing, a barrel and an elastic element mounted between them.

Недостатком этого амортизатора вл етс то. что он не гасит вибрации, возникающие от гидравлических нагрузок. Амортизатор имеет сложную конструкцию, в которой использован набор сферических оболочек, прикрепленных к стволу и Корпусу амортизатора.The disadvantage of this shock absorber is that. that it does not dampen vibrations arising from hydraulic loads. The shock absorber has a complex structure, which uses a set of spherical shells attached to the barrel and the shock absorber body.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс разъединитель дл бурени гидроударником. Это устройство включает корпус, поршень, пружины и ствол, жестко соединенный со штоком , выход щим за пределы корпуса.The closest technical solution to the proposed one is a disconnector for drilling with a hydraulic hammer. This device includes a housing, a piston, springs and a barrel rigidly connected to the stem extending beyond the housing limits.

аbut

Јь 0000 00

1one

Х8X8

Прогогип обладает р дом недостатков. Так, квадратный шток не гасит горизонтальную составл ющую вибрации. При больших осевых нагрузках шток занимает крайнее верхнее положение и гидравлический виброгаситель не участвует в процессе гашени вибраций. Из-за отсутстви герметизирующего узла в этом процессе не участвует и жидкость, наход ща с во внутренней полости амортизатора.Progipip has a number of flaws. Thus, a square rod does not dampen the horizontal component of vibration. At high axial loads, the rod occupies the uppermost position and the hydraulic vibration damper does not participate in the process of damping vibrations. Due to the lack of a sealing assembly, the fluid in the inside of the shock absorber is not involved in this process.

Цель изобретени - повышение эффективности работы амортизатора за счет гашени вертикальных и горизонтальных колебаний.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the shock absorber due to damping of vertical and horizontal vibrations.

Поставленна цель достигаетс тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем корпус, поршень, подвижный шток, упругий элемент, верхний и нижний переводник, поршень жестко соединен со штоком и образует с корпусом герметичную камеру, за- полненнуо жидкостью, упругий элемент выполнен в виде поочередно установленных друг над другом упругих и жестких колец , а узел передачи крут щего момента - в виде шариков, расположенных с Зазором относительно полости, образованной канавками на штоке и корпусе, пр ичем на торцах поршн и верхнего переводника выполнены соответственно кольцевой выступ и ответна канавка.The goal is achieved by the fact that in the overhead shock absorber, which includes a housing, a piston, a movable rod, an elastic element, an upper and lower sub, the piston is rigidly connected to the rod and forms an airtight chamber with the housing, filled with a liquid each other resilient and rigid rings, and the torque transmission unit - in the form of balls arranged with a gap relative to the cavity formed by grooves on the rod and body, at the ends of the piston and upper translate ka made respectively annular protrusion and reciprocal groove.

На чертеже представлено продольное сечение нэддолотного амортизатора.The drawing shows a longitudinal section of a neddolotnogo shock absorber.

Корпус 1 соединен с верхним переводником 2, Внутри корпуса 1 размещен шток 3 с поршнем, включающим неподвижную часть 4, упругие эластичные элементы 5 и подвижные металлические кольца 6. Со штоком соединен нижний переводник 14,The housing 1 is connected to the upper sub 2, Inside the housing 1 is placed the rod 3 with a piston, including a fixed part 4, elastic elastic elements 5 and movable metal rings 6. With the rod connected lower sub 14,

Узел передачи крут щего момента представлен шлицевой парой 7, выполненной в виде канавок на сопр женных детал х (шток и корпус), заполненных шариками, w размещен в герметичной жидкостной камере , имеющей верхнюю 9 и нижнюю 10 полости . Наполнение камеры жидкостью осуществл ют через штуцера 11. Герметичность внутренней полости в нижней части достигаетс установкой сальников из упругих эластичных материалов 12. Дл установки штуцера предусмотрено седло 13.The torque transmission unit is represented by a spline pair 7, made in the form of grooves on the mating parts (rod and body) filled with balls, w is placed in a sealed fluid chamber having upper 9 and lower 10 cavities. The chamber is filled with liquid through fittings 11. The tightness of the inner cavity in the lower part is achieved by installing glands of elastic elastic materials 12. A saddle 13 is provided for fitting the fitting.

Дл см гчениД динамических ударов, возникающих при больших осевых нагрузках , предусмотрен гидравлический гаситель в виде пары выступ 16- канавка 15, расположенных на торце верхнего переводника 2 и неподвижной части поршн 4.A hydraulic damper in the form of a pair of a protrusion 16 - a groove 15, located on the end face of the upper sub 2 and the fixed part of the piston 4, is provided to see how hot the dynamic impacts that occur at high axial loads.

Наддолотный амортизатор устанавливаетс непосредственно над долотом и работает следующим образом.An under-bit shock absorber is installed directly above the bit and operates as follows.

При создании осевой нагрузки на долото без циркул ции нижний переводник 14 вместе со штоком движетс вверх, сжима наход щуюс в полост х 9 и 10 жидкость,When an axial load on the bit is created without circulation, the lower sub 14 moves upward together with the rod, compressing the fluid in cavities 9 and 10

вплоть до соприкосновени поршн 4 с переводником 2.until the contact of the piston 4 with the sub 2.

При работе насоса движущейс по трубам жидкостью за счет разности площадей поршн и проходного сечени создаетс усилие , перемещающее шток 3 от крайнего верхнего положени вниз и сжимающие упругие элементы 5. В свою очередь, сжатые элементы передают давление на жидкость, наход щуюс между корпусом 1 и штоком 3.When the pump is moving through pipes, a force is created due to the difference in the areas of the piston and the flow area, which moves the rod 3 from the extreme upper position downwards and compressive elastic elements 5. In turn, the compressed elements transfer pressure to the liquid between the housing 1 and the rod 3

Гашение вертикальных вибраций осуществл етс за счет работы упругих элементов , упругих свойств жидкости, заполн ющей полости амортизатора, а также бурового раствора, наход щегос в бурильной колонне выше переводника 2,Vertical vibrations are quenched due to the work of elastic elements, the elastic properties of the fluid filling the cavity of the shock absorber, and the drilling fluid in the drill string above the sub 2,

Возникающие при вращении долота горизонтальные вибрации гас тс в узле 7 передачи крут щего момента поскольку размеры шаров меньше размера канавок наThe horizontal vibrations arising during the bit rotation are extinguished in the node 7 of the transmission of torque, since the sizes of the balls are smaller than the size of the grooves on

сопр гаемых детал х, шары могут перемещатьс в различных плоскост х, тем самым иметь несколько контактных зон. Шары не имеют посто нного защемлени и несут нагрузку попеременно и таким образом гас тthe matching parts, the balls can move in different planes, thereby having several contact zones. The balls have no permanent pinching and carry the load alternately and thus extinguish

вибрации.vibrations.

Предлагаемый наддолотный амортизатор позвол ет по сравнению с прототипом увеличить скорость механического бурени до 5%, увеличить проходку на долото доThe proposed above-hole shock absorber allows, in comparison with the prototype, to increase the rate of mechanical drilling by up to 5%, to increase the penetration by bit to

10%, а также уменьшить износ бурильных труб и поверхностного оборудовани .10%, and also reduce wear of drill pipes and surface equipment.

Claims

Formula invented and

A bore shock absorber comprising a housing, a piston rod, a resilient element and a torque transmission unit located in the cavity between the housing and the rod, the upper and lower subs,

characterized in that, in order to increase the efficiency of the shock absorber, due to damping of vertical and horizontal oscillations, the piston is rigidly connected to the rod and forms with the body

a sealed chamber filled with liquid; an elastic element made in the form of resilient and rigid rings alternately mounted one above the other; and the torque transmission unit in the form of balls arranged with a gap relative to the cavity formed by grooves on the rod and body; the piston and the upper sub are made respectively the annular protrusion and the return groove.

L - A

L

l