АМОРТИЗАТОР НАДДОЛОТНЫЙ

Полезная модель относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к амортизирующим устройствам в составе КНБК для снижения осевых вибраций. При бурении позволит повысить стойкость опор и вооружения долота, а также увеличить ресурс забойного двигателя.
В качестве прототипа принято описание изобретения «Гидромеханический амортизатор» по а.с. №2255197 Е21В 17/07, опубл. 27.06.2005 г.
Гидромеханический амортизатор содержит корпус, в нижней части которого расположены ряды амортизирующих элементов в виде шаров, которые разделены металлическими кольцами. Вверху нижней части корпуса расположен поршень, образующий с валом и верхней частью корпуса герметичную гидравлическую камеру, предназначенную для создания дополнительной амортизирующей способности и заполненную дизельным маслом, которое подается через гидропротоки, расположенные в верхней части корпуса.
Признаки, являющиеся общими для прототипа и заявляемого устройства, состоят в наличии корпуса, верхнего переводника, вала, пакета с амортизирующими кольцами, разделительных дисков, шлицевого соединения для передачи крутящего момента от забойного двигателя и бурильной колонны на долото. Причина, препятствующая получению в известном техническом решении гашения всего частотного спектра вибраций, заключается в том, что все амортизирующие элементы в связи с их идентичными жесткостными свойствами, работают параллельно, т.е. имеют возможность гасить вибрации узкого спектра частот.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности бурения.
Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи, заключается в повышении скорости бурения, в снижении всего частотного спектра осевых динамических нагрузок на забойный двигатель.
Достигается технический результат тем, что амортизирующие кольца имеют различные жесткостные характеристики и поэтому они участвуют в работе последовательно, т.е. по достижению соответственной характеристики каждого из них.
Новые признаки заявленного технического решения заключаются в выполнении амортизирующих колец различной жесткостной характеристики, в расположении колец большей жесткости внизу пакета последовательно и уменьшающейся к верху. Новым признаком является то, что наружный диаметр амортизирующих колец выполнен меньше внутреннего диаметра корпуса, т.е. обеспечен зазор для их необходимой осевой деформации.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на Фиг.1 представлен продольный и поперечный разрезы амортизатора.
Амортизатор механический наддолотный содержит корпус 1, верхний переводник 5, являющийся соединением амортизатора с валом забойного двигателя или бурильными трубами и корпусом 1, гайку 6, закрепленную посредством резьбового соединения в корпусе 1 и взаимодействующую с валом 2 через шлицевое соединение 7. Снизу вал 2 имеет резьбу для соединения с долотом или калибратором.
В полости корпуса 1 на валу 2 размещены упругие элементы 3 различной жесткости. Ряды амортизирующих элементов 3 разделены металлическими дисками 4. Пакет амортизирующих элементов 3 и дисков 4 собран на валу 2 и закреплен через регулировочное кольцо 10 гайкой 11.
В корпусе 1 вышеописанный пакет закреплен между торцами верхнего переводника 5 и гайки 6 через регулировочное кольцо 9. Верхний и нижний диски 4 имеют уплотнения 8.
Амортизатор наддолотный работает следующим образом. Амортизатор верхним переводником 5 с помощью резьбы соединяется с валом забойного двигателя, а нижним концом вала 2 посредством резьбы с калибратором или долотом. В процессе бурения динамические нагрузки в виде вертикальных колебаний, возникающие при работе долота, воспринимаются пакетом амортизирующих колец. При этом осуществляется поочередное продольное перемещение амортизирующих колец, начиная с групп более эластичных и переходя на группы более жестких. Таким образом охватывается весь частотный спектр вибраций. Сжатие каждого кольца пакета происходит до тех пор, пока не заполнится зазор (см. Фиг.1 поз.Б), после чего процесс сжатия переходит на пакет амортизаторов
последующей жесткости и так далее, т.е. происходит процесс гашения вибраций всего спектра частот.