УСИЛИТЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно, к усилительным устройствам для гидравлических ударных механизмов, предназначенным для повышения эффективности их работы при ликвидации аварий в строящихся или ремонтируемых скважинах, связанных с прихватом бурильных и обсадных колонн, калибраторов, долот и другого инструмента.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является усилительное устройство, включающее корпус, шток, размещенный в корпусе с возможностью совместного вращения и осевого перемещения, верхний и нижний поршневые узлы, размещенные в корпусе и установленные на штоке, герметичные масляные камеры, образованные проточками, выполненными в корпусе и штоке, верхним и нижним поршневыми узлами, при этом верхний и нижний поршневые узлы установлены на штоке с возможностью ограниченного осевого перемещения, причем ход каждого из поршневых узлов относительно штока равен ходу каждого из поршневых узлов относительно корпуса (патент РФ №2164584, МПК Е21В 31/113, публ. 27.03.2001 г.).
Недостатком известного усилительного устройства является то, что шлицевое соединение корпуса и штока не защищено от воздействия внешней абразивной среды и от быстрого износа шлицев при трении в процессе эксплуатации изделия. В результате этого понижается срок службы данной конструкции. По причине быстрого износа шлицев, подвергающихся коррозии, известное устройство не имеет возможности постоянно находиться в составе компоновки бурильной колонны, а спускается в скважину совместно с гидравлическим ударным механизмом только при бурении прихватоопасного интервала, что связано с дополнительными трудоемкими операциями подъема и спуска бурильной колонны.
Другим недостатком известной конструкции является то, что при износе манжет поршневых узлов, приводящем к нарушению герметичности поршневых полостей и снижению эффективности работы механизма в целом, необходима полная замена поршневых узлов. Это говорит о небольшом сроке службы усилительного устройства.
Задача заключается в повышении надежности работы и увеличении срока службы усилителя гидравлического.
Технический результат достигается за счет того, что в усилителе гидравлическом, включающем корпус, шток, размещенный в корпусе с возможностью совместного вращения и осевого перемещения посредством шлицевого соединения, поршневой узел, размещенный в корпусе и установленный на штоке, герметичную камеру, образованную между корпусом и штоком и заполненную рабочей жидкостью, согласно полезной модели, в качестве рабочей жидкости использован силикон, шлицевое соединение расположено в герметичной камере с рабочей жидкостью, корпус снабжен резиновыми амортизаторами и высокогерметичными комбинированными уплотнениями, между поршневым узлом и торцем штока размещены регулировочные кольца.
Использование в предлагаемой полезной модели в качестве рабочей жидкости силикона, обладающего демпфирующей и амортизационной способностью, и высоким показателем сжимаемости, повышает надежность предлагаемого устройства усилителя гидравлического.
В отличие от прототипа, в предлагаемой полезной модели шлицевое соединение расположено в герметичной камере с рабочей жидкостью. Это обеспечивает защиту шлицев от износа и от воздействия внешней абразивной среды, так как даже при максимальном ходе штока относительно корпуса рабочая поверхность шлицев на штоке не контактирует с затрубным пространством, контакту подвергается только верхняя часть штока с хорошо защищенной, например, карбидно-вольфрамовой поверхностью, что приводит к увеличению срока службы устройства.
Преимуществом предлагаемой полезной модели является то, что устройство имеет возможность постоянно находиться совместно с гидравлическим ударным механизмом в составе компоновки бурильной колонны, что направлено на повышение надежности работы всей конструкции в целом.
Выполнение предлагаемой полезной модели таким образом, что между поршневым узлом и торцем штока размещены регулировочные кольца, позволяет при износе поршневых манжет не производить полную замену поршневых узлов, а ограничиться установкой регулировочных колец большей толщины, благодаря чему усиливается натяжение поршневых манжет и увеличивается их диаметр, что обеспечивает герметичность поршневой полости. Это увеличивает срок службы данного устройства.
В предлагаемой конструкции, в отличие от прототипа, кроме установки уплотнительных колец для обеспечения герметичности камеры с рабочей жидкостью, корпус снабжен резиновыми амортизаторами и высокогерметичными комбинированными уплотнениями.
Резиновые амортизаторы, помимо защиты внутренней полости механизма от грязи и глины, предназначены для гашения поперечных колебаний колонны, что повышает надежность устройства.
Высокогерметичные комбинированные уплотнения, выполненные из двух разрезных медных колец, двух защитных медных колец и установленного между ними резинового кольца, обеспечивают надежную центрацию штока относительно корпуса, соосность движущихся друг относительно друга рабочих деталей и дополнительную герметичность полости камеры с рабочей жидкостью, что повышает надежность работы устройства и увеличивает срок его службы.
Выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет получить усилитель гидравлический с повышенной надежностью в работе и увеличенным сроком службы.
На Фиг.1 показан продольный разрез усилителя гидравлического.
Усилитель гидравлический состоит из корпуса 1, в полости которого размещен шток 2 с возможностью совместного с корпусом 1 вращения и осевого перемещения посредством шлицевого соединения 3, герметичной камеры 4, образованной между корпусом 1 и штоком 2 и заполненной силиконом, например, ПМС-50 или ПМС-100, поршневого узла 5, установленного на штоке 2 в герметичной камере 4.
Корпус 1 выполнен составным из частей 6, 7, 8, 9, 10, соединенных между собой резьбами. Шток 2 выполнен из частей 11, 12, 13, соединенных между собой резьбами.
Поршневой узел 5 содержит адаптер верхний 14, манжеты поршневые 15 и адаптер нижний 16.
В корпусе 1 установлены уплотнительные кольца 17, резиновые амортизаторы 18, а также высокогерметичные комбинированные уплотнения А, выполненные в виде комбинации двух разрезных медных колец 19, двух защитных медных колец 20 и установленного между ними резинового кольца 21. Заливка рабочей жидкости осуществляется через отверстия с пробками 22. размещенные в корпусе 1. Наличие воздуха в герметичной камере 4 не допускается.
Для обеспечения герметичности полости поршневого узла 5 между ним и торцем 23 части 13 штока 2 установлены регулировочные кольца 24.
Устройство работает следующим образом.
Усилитель гидравлический верхним концом штока 2 с помощью резьбы соединяется с утяжеленной бурильной трубой (не показана на чертеже), а нижним концом корпуса 1 с помощью резьбы соединяется с гидравлическим ударным механизмом (не показан на чертеже).
В случае возникновения прихвата грузоподъемным устройством буровой установки (лебедкой) производят натяжение бурильной колонны.
При этом шток 2 перемещается совместно с поршневым узлом 5 относительно корпуса 1, сжимая силикон в герметичной камере 4, в которой возникает давление, пропорциональное усилию растяжения. Вследствие сжатия рабочей жидкости скорость перемещения буровой лебедки значительно выше скорости перемещения штока 2, что позволяет создать вытяжку бурильной колонны, появляется сила упругости растянутой колонны труб. При достижении определенной величины усилия натяжение бурильной колонны прекращают. В это время шток гидравлического ударного механизма под действием силы натяжения усилителя гидравлического и силы упругости растянутой колонны труб начинает рабочий ход вверх. Помимо энергии, накопленной при дросселировании масла в рабочей камере ГУМа и придающей ускорение его штоку, потенциальная энергия силиконовой жидкости, сжатой в герметичной камере 4 усилителя гидравлического, воздействует на поршневой узел 5, сообщая корпусу 1 и соединенному с ним штоку гидравлического ударного механизма дополнительное ускорение. Энергия ударного воздействия в направлении снизу вверх получается большей при использовании ГУМа с усилителем гидравлическим.
Таким образом, применение предлагаемого усилителя гидравлического с повышенной надежностью работы и увеличенным сроком службы совместно с гидравлическим ударным механизмом в составе компоновки бурильной колонны повышает надежность всей конструкции в целом при ликвидации прихвата.