Наддолотный амортизатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 01 55 Ш Е 21 В 1/О ИЗОБРЕТЕНИИДЕТ ЕЛЬСТВУ ПИС РСКОМ К.43чук, В. А. ВарениН. Лотовскийовский институт н фти газа 67-12 ТИЗА- льным током,Прямоа лд УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТО, содержащий корпус с центрпатрубком, кольцевой поршень со связанный с переходником на долото и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, делящая последнюю на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая газом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения осевых колебаний при прямом и обратном ходах штока, кольцевая перегородка жестко связана с патрубком и имеет для связи газовой и жидкостной полостей осевые отверстия, причем на патрубке для перекрытия последних со стороны газовой камеры подвижно установлен кольцевой клапан с калиброванными отверстиями.1055848 45 ления,50 55 Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для гашения ударов и вибраций, возникающих при работе долота на забое.Известен наддолотный амортизатор, включающий корпус с центральным патрубком, клапан, кольцевой поршень, упругие элементы и камеру со сжатым газом 1).Недостатком такого амортизатора является использование в качестве рабочего тела сжатого газа и резиновых упругих элементов.Поскольку сжатый газ, находящийся в надпоршневой полости амортизатора, аккумулирует энергию ударов, возникающую при работе долота на забое, и практически целиком возвращает ее без рассеивания при возврате подвижного поршня амортизатора в крайнее нижнее положение, гашение осевых ударных нагрузок осуществляется резиновыми упругими элементами. Резиновые элементы под действием значительных ударных и вибрационных нагрузок быстро выходят из строя.Наиболее близким к изобретению техническим решением является наддолотный амортизатор, включающий корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком, связанный со стволом и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, выполненная в виде плавающего поршня и делящая герметичную камеру на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая - газом 12.Недостаток известного амортизатора заключается в том, что он обладает низкой эффективностью гашения возникающих колебаний, так как торможение полого штока амортизатора осуществляется только на прямом ходе амортизатора при сжатии в нем газа. Кроме того, амортизатор обладает большой жестокостью из-за того, что газ, воспринимая энергию ударов, возникающую при работе долота на забое, практически целиком ее возвращает без рассеивания при движении полого штока в исходное положение.Цель изобретения - повышение эффективности гашения осевых колебаний при прямом и обратном ходах штока амортизатора. Указанная цель достигается тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем корпус с центральным патрубком, кольцевой поршень со штоком, связанный с переходником на долото и образующий с корпусом герметичную полость, в которой расположена кольцевая перегородка, делящая последнюю на две камеры, одна из которых заполнена жидкостью, а другая газом, кольцевая перегородка жестко связана с патрубком и имеет для связи газовой и жидкостной полостей осевые отверстия, причем на патрубке для перекрытия последних со стороны газовой камеры подвижно установлен кольцевой клапан с калиброванными отверстиями.На фиг. 1 показан наддолотный амортизатор, положение при прямом ходе; на фиг.2 - то же, при обратном ходе.Амортизатор состоит из корпуса, выполненного из связанных резьбой частей 1 и 2, коаксиально расположенного в корпусе и закрепленного в нем центрального патрубка 3 с осевым каналом 4, кольцевого поршня 5, шток которого 6 связан с переходником 7 на долото (не показано). Поршень 5 образует с корпусом герметичную полость, в которой расположена жестко связанная с патрубком 3 кольцевая перегородка 8, делящая герметичную полость на две камеры 9 и 10. Камера 9 заполнена сжатым газом, а камера 1 О - жидкостью.Кольцевая перегородка 8 для связи газо вой 9 и жидкостной 10 камер имеет осевыеотверстия 11, для перекрытия которых на патрубке 3 подвижно установлен кольцевой клапан 12 с калиброванными отверстиями 13, причем их суммарное сечение меньше суммарного сечения отверстий 11 перегородки 3, Кольцевая перегородка и кольцевой поршень 5 снабжены уплотнениями 14 и 15 соответственно.Для зарядки газовой камеры корпусимеет зарядный узел 16.Амортизатор устанавливается непосред.ственно над буровым долотом. Крутящий момент от бурильной колонны (вала забойного двигателя) передается к долоту от корпуса через шлицевые выступы 17 в корпусе амортизатора, упругий элемент 18 и шлице вые выступы 19 хвостовика 7. Буровой раствор прокачивается через осевой канал 4 центрального патрубка 3 корпуса амортизатора,Для обеспечения устойчивости работыамортизатора на любой глубине часть 2 корпуса образует с хвостовиком 7 компенсационную камеру 20, связанную каналом 21 с затрубным пространством.В собранном виде амортизатор через зарядное устройство 16 заполняется вначале жидкостью до определенного уровня, а затем газом до некоторого начального давНаддолотный амортизатор работает следующим образом.Осевые удары, генерируемые долотом,через хвостовик 7 передаются кольцевому поршню 5, последний перемещается вверх (фиг. 1) - прямой ход, рабочая жидкость из камеры 10 по осевым каналам 11 в кольцевой перегородке 8 вытесняется в камеру 9, причем подвижный клапан 12 поднимается погоком жидкости вверх до упора. При этом происходит дополнительное сжатие газа, находящего в камере 9. При описаноставитель В. Родина ехред И. Вересираж 603 орректор И. Эрдейнодписное дакторН. Джуганк аз 9258/25 ВНИИ твенного комитета С ретений и открытий 35, Раушская наб., г, Ужгород, ул. Пр Государс елам изоб сква, Ж -Патент, 113035,лиал П 4/5ктная,3ном перетоке рабочей жидкости движение кольцевого поршня 5 затормаживается за счет гидравлического сопротивления калиброванных отверстий в кольцевой перегородке 8 и поршень 5 останавливается после полного поглощения энергии ударов.При течении жидкости через отверстия в кольцевой перегородке 8 часть энергии превращается в тепло,т,е. рассеивается, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний долота, соединенного через хвос тоник 7 с кольцевым поршнем 5, и к снижению ударных нагрузок на бурильную колонну.После торможения в крайнем верхнем положении кольцевой поршень 5 возвращается в исходное положение вниз - обратныи15 ход 1 фиг. 2) за счет энергии, аккумулированной при дополнительном сжатии газа в камере 9.При этом рабочая жидкость перетекает из камеры 9 в камеру 10 через осевые каналы 13 подвижного клапана 12, который плотно прижимается к верхней торцевой поверхности кольцевой перегородки 8. Поскольку сечение отверстий в клапане 12 меньше сечения отверстий в кольцевой перегородке 8, возвращение кольцевого поршня 5 в исходное положение происходит замедленно, т.е. возвратно-поступательное движение кольцевого поршня 5 - плавно заторможенное.Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении темпа углубления скважины за счет повышения эффективности разрушения породы на забое скважины.