Амортизатор-регулятор осьового і динамічного навантаження

Реферат: Амортизатор-регулятор осьового і динамічного навантаження включає встановлений у корпусі амортизуючий елемент в вигляді розміщеного між поршнями пружного елемента, та вузол передачі крутних моментів в вигляді несамогальмівної гвинтової пари. Він містить додаткову несамогальмівну гвинтову пару. Незалежні одна від одної несамогальмівні гвинтові пари, між якими встановлений амортизуючий елемент, виконані з різними направленнями різей. UA 79339 U (12) UA 79339 U UA 79339 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технічних засобів буріння свердловини, а саме до амортизаторів - регуляторів осьового і динамічного навантаження бурильної колони. Відомий наддолотний амортизатор [1], що містить корпус з валом (стволом), які виконані з гвинтовою нарізкою і утворюють гвинтову пару, при цьому ствол виконаний з уступами, між якими розміщені диски, що разом з гнучкою діафрагмою і стволом утворюють камеру, де розміщений еластичний (пружний) елемент. Недоліком такого амортизатора є недостатня взаємодія долота з вибоєм і неможливість збільшення осьового навантаження на долото. Крім того, пристрій має обмежений діапазон певних змінних навантажень. Найбільш близьким до корисної моделі є регулятор динаміки бурильної колони [2], який включає в себе корпус, два стволи (вали), вузол передачі крутного моменту в вигляді гвинтової пари і пальцевої муфти, що встановлені на різних кінцях пристрою, та пружні елементи у вигляді пружних тонкостінних оболонок з наповнювачем. Подовжні і крутні коливання викликають силові збурення долота в процесі поглиблення свердловини і передаються на бурильну колону за допомогою двох незалежних валів, один з яких обладнаний гвинтовою парою, другий - пальцевою муфтою. Такий пристрій призначений для зменшення подовжніх і крутних коливань, але має обмежені функціональні можливості, зокрема не може бути використаний для регулювання навантажень на долото. Задачею технічного рішення, що пропонується, є удосконалення пристрою шляхом розширення його функціональних можливостей з метою використання не тільки як регулятора подовжніх і крутних динамічних навантажень на долото, а і як пристрою для збільшення осьового навантаження на долото за рахунок перетворення крутного моменту пружної колони при її обертанні в осьове навантаження на долото. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрій, що включає встановлений у корпусі амортизуючий елемент та вузол передачі крутних моментів в вигляді несамогальмівної гвинтової пари, згідно з запропонованим технічним рішенням, додатково встановлений вузол передачі крутних моментів в вигляді несамогальмівної гвинтової пари таким чином, що вузли передачі крутних моментів виконані з різними направленнями різей і незалежні один від одного, а між ними встановлений амортизуючий елемент. Амортизуючий елемент складається з розміщеного між поршнями пружного елемента. Крутний момент від бурильної колони передається через дві несамогальмівні, незалежні гвинтові пари з різним направленням різьби (права і ліва різьба), що трансформує його в осьове навантаження на долото і збільшує його. Гвинтові пари взаємодіють між собою за рахунок пружного елемента. Для підвищення осьового навантаження на долото, при бурінні похилих і горизонтальних свердловин, за рахунок трансформації крутного моменту обертання колони і реактивного моменту на долоті в осьову силу, яка надає додаткове осьове навантаження на долото пристрій додатково містить незалежні несамогальмівні різьбові пари з різним направленням різьби. При установленні пристрою долотною стороною до бурильної колони, а долота - на його колонну сторону, він може працювати в режимі віброзахисного пристрою з частковим підвищенням осьового навантаження на долото. Технічним результатом від використання пристрою є інтенсифікація процесу буріння за рахунок збільшення осьового навантаження, особливо в похилих свердловинах з горизонтальним стовбуром і можливість регулювання динамічного навантаження. На кресленні зображено загальний вигляд пристрою. Амортизатор-регулятор осьового і динамічного навантаження бурильної колони складається з двох перевідників 1, 2 для установки пристрою в компоновку бурильної колони, сальникових гайок 3, 4, несамогальмівних гвинтів 5, 6 з відповідними несамогальмівними гайками 7, 8, що з'єднані корпусом 9, всередині якого встановлений ствол 10 для протоку промивальної рідини. У корпусі 9 на стволу 10 встановлений амортизуючий елемент в вигляді розташованого між поршнями 11, 12 пружного елемента, що складається з пружної оболонки 13 та еластичного наповнювача 14. Амортизатор працює наступним чином. При установці в бурильну колону пристрій за допомогою перевідника 1 кріпиться до обважненої бурильної труби (ОБТ), а за допомогою перевідника 2 кріпиться долото. В процесі роторного способу буріння, обертовий момент від колони бурильних труб передається через перевідник 1 на багатозахідний несамогальмівний гвинт 5, який вкручується в гайку 7. Момент вкручування трансформується в осьову силу, що діє на поршень 11, який, переміщаючись, деформує еластичний наповнювач 14. Тиск передається на пружну оболонку 13, що приводить 1 UA 79339 U 5 10 15 20 25 до її пружної радіальної деформації і накопичення енергії, яка передається на гвинтову пару 6, 8, перевідник 2 на долото і вибій. Така схема роботи пристрою дає можливість трансформації крутного моменту обертання колони в додаткове осьове навантаження на долото. З другої сторони, реактивний момент від долота через перевідник 2 діє на гвинт 6, який має ліву різьбу і викручується з гайки 8 вниз, що приводить до ефекту домкрата і, в свою чергу, приводить до збільшення осьового навантаження на долото. Таким чином, осьове навантаження на долото збільшується за рахунок трансформації обертових і коливних рухів колони бурильних труб і обертових і коливних рухів долота в осьову силу. Для використання пристрою для зменшення динамічного впливу роботи долота на бурильну колону, необхідно під'єднати пристрій у протилежному напрямку до перевідника 1 долото, а перевідник 2 використати для під'єднання до ОБТ. У цьому випадку, гвинт 5, який має праву нарізку, під дією подовжніх і крутних коливань долота буде періодично вкручуватись і діяти на пружну оболонку 13 і еластичний наповнювач 14, деформуючи їх і розсіюючи коливну енергію долота. У гвинтовій парі 6, 8 гвинт 6 з лівою різьбою, буде викручуватись під дією крутного моменту колони, збільшуючи при цьому осьове навантаження на долото. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 386122, МПК Е21В 17/06, публ. 14.06.1973, бюл. № 26. 2. Патент України № 14986 U, МПК Е21В 17/06, публ. 15.06.2006, бюл. № 6 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Амортизатор-регулятор осьового і динамічного навантаження, який включає встановлений у корпусі амортизуючий елемент в вигляді розміщеного між поршнями пружного елемента та вузол передачі крутних моментів в вигляді несамогальмівної гвинтової пари, який відрізняється тим, що містить додаткову несамогальмівну гвинтову пару, при цьому незалежні одна від одної несамогальмівні гвинтові пари, між якими встановлений амортизуючий елемент, виконані з різними направленнями різей. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2