МЕХАНИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Предложение относится к буровой технике, а именно к устройствам для гашения радиальных и осевых вибраций, возникающих в бурильной колонне при нагрузках, возникающих при бурении скважины. Это устройство может быть использовано при бурении вертикальных, горизонтальных и наклонно направленных скважин на нефть и газ любым известным способом.
Известен амортизатор (патент RU 2015294, МПК 7 Е21В 17/17, 30.06.1994 г.), содержащий корпус, расположенный в нем ступенчатый вал, образующий с корпусом своей большей ступенью шлицевую полость и замкнутую шлицевую полость. Меньшая ступень вала образует с корпусом полость для размещения упругого элемента, выполненного в виде рядов резиновых шаров, расположенных между металлическими дисками. Между шлицевой полостью и полостью для расположения упругого элемента расположена камера гидравлической разгрузки, сообщенная с затрубным пространством каналами.
Недостатком данной конструкции амортизатора является наличие камеры гидравлической разгрузки, заполняющейся буровым раствором, негативно влияющего на резиновые элементы, и размывает внутреннюю полость амортизатора.
Наиболее близким по технической сущности является гидромеханический амортизатор (патент RU 2255197, МПК 7 Е21В 17/07, опубл. в бюл. №18 от 27.06.2005 г.), содержащий корпус, в нижней части которого расположен вал, образующий с гайкой, которая взаимодействует с ним через шлицевое соединение, зазор, внутри нижней части корпуса расположены ряды амортизирующих резиновых элементов в виде шаров, которые разделены металлическими кольцами, при этом вверху нижней части корпуса с амортизирующими элементами 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.
Недостатком данной конструкции амортизатора являются:
во-первых, сложность конструкции обусловленная большим количеством узлов и деталей (гидравлическая камеры, гидропротоки, поршень с уплотнительным элементом амортизирующие элементы, выполненные в виде резиновых шаров).
во-вторых, необходимо постоянно следить как за износом и состоянием амортизирующих элементов, выполненных в виде резиновых шаров, так и за гидравлической камерой, которая требует постоянного обслуживания и контроля за ее состоянием, заполнение маслом (дизельным топливом) и контроль за ее утечками.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, а также отсутствие постоянного контроля и обслуживания амортизатора без потери эффективности его работы.
Поставленная задача решается механическим амортизатором, содержащим корпус, в нижней части которого расположен вал, образующий с гайкой, которая взаимодействует с ним через шлицевое соединение, зазор, металлическое кольцо.
Новым является то, что на металлическом кольце в кольцевом пространстве между корпусом и валом установлена пружина сжатия, при этом вал оснащен ограничителем хода пружины сжатия, выполненным в виде кольцевого выступа на наружной поверхности вала, при этом внутри корпуса на его верхнем торце установлен амортизатор.
На фигуре изображен предлагаемый механический амортизатор.
Механический амортизатор содержит корпус 1, в нижней части которого расположен вал 2, образующий с гайкой 3, которая взаимодействует с ним через шлицевое соединение 4, зазор 5 и металлическое кольцо 6, установленное над шлицевым соединением 4. На металлическом кольце 6 в кольцевом пространстве между корпусом 1 и валом 2 установлена пружина сжатия 7. Вал 2 оснащен ограничителем хода пружины сжатия 7, выполненным в виде кольцевого выступа 8 на наружной поверхности вала 2. Внутри корпуса 1 на его верхнем торце установлен амортизатор 9.
Для соединения механического амортизатора с элементами бурильной компоновки сверху в корпусе 1 выполнена присоединительная резьба 10 для соединения, например с колонной утяжеленных бурильных труб (УБТ), а снизу на валу 2 выполнена присоединительная резьба 11 для соединения, например с долотом или калибратором.
Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы исключаются уплотнительным элементом 12.
Механический скребок работает следующим образом.
Механический скребок в сборе включают в состав бурильной компоновки и устанавливают над долотом или калибратором (на фиг. не показано). В процессе бурения вращение от вышестоящих секций УБТ передается через корпус 1 и гайку 3 посредством шлицевого соединения 4 на вал 2, который также вращается, при этом при нагрузке на долото пружина сжатия 7 передает силу от вышестоящих секций УБТ на долото, и в то же
время воспринимают обратную силу, которая изменяется от величины давления, которое необходимо создавать для эффективного разрушения горных пород.
Пружина сжатия 7 постоянно по мере изменения нагрузки на долото испытывает различные знакопеременные нагрузки. При возникновении чрезмерных нагрузок в процессе бурения с целью исключения поломки пружины сжатия 7 и выхода из строя механического амортизатора вступает в работу ограничитель хода пружины сжатия 7, выполненный в виде кольцевого выступа 8 на наружной поверхности вала 2, при этом амортизатор 9, установленный внутри на верхнем торце корпуса 1 гасит ударные нагрузки на долото.
Предлагаемый механический амортизатор имеет простую конструкцию, а из-за отсутствия гидравлической камеры менее требователен к контролю и обслуживанию. что позволяет сократить материальные и финансовые затраты на его изготовление и обслуживание.