Регулятор буровий

Реферат: Регулятор буровий, містить корпус, вал, пружний елемент, гвинтову пару, шліцьове з'єднання, опорний вузол і ущільнення. Накопичення і перерозподілу енергії, яка підводиться до долота, корпус і вал пристрою паралельно поєднані між собою за рахунок двох з'єднань: першого, яке є послідовним поєднанням опорного вузла із пружним елементом і другого, яке є послідовним поєднанням гвинтової пари із пружним елементом. UA 114949 U (54) РЕГУЛЯТОР БУРОВИЙ UA 114949 U UA 114949 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна належить до устаткування для буріння свердловин, а саме до регуляторів режимів роботи породоруйнівного інструменту. Відомі бурові амортизатори, що включають корпус, вал, пружний елемент у вигляді циліндричних [пат. США US 4901806] або тарілчастих [пат. США US 7578360B2] пружин, ущільнення і гвинтову пару. Недоліком даних пристроїв є значне розсіювання енергії внаслідок тертя в гвинтовій парі і тарілчастих пружинах, значні габарити пристроїв при використанні циліндричних пружин і обмежені можливості щодо перерозподілу енергії, яка підводиться до долота у вигляді поздовжніх і крутильних переміщень. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити пристрій, що забезпечує можливість регулювання накопичення і перерозподілу енергії, яка підводиться до долота у вигляді поздовжніх і крутильних переміщень та мінімізує розсіювання енергії внаслідок тертя. Поставлена задача вирішується тим, що корпус і вал регулятора паралельно поєднані між собою за допомогою двох з'єднань. Перше із них виконано у вигляді послідовного поєднання опорного вузла із пружним елементом, а друге - у вигляді послідовного поєднання гвинтової пари з пружним елементом. Внаслідок такого підходу шляхом зміни жорсткості пружних елементів можна міняти величину енергії, яка накопичується і підводиться до породоруйнівного інструменту у вигляді поздовжніх і крутильних переміщень, що позволить змінювати ефективність його роботи. Конструкцію пропонованого регулятора у перерізі представлено на кресленні. Корпус 6, що представляє собою труби поєднані муфтами з'єднується із бурильною колоною через перехідник 4. У корпусі 6 встановлено гайку 8, яка разом із гвинтом 10 утворює гвинтову пару, що виконана у вигляді планетарно-роликогвинтової передачі з великим кутом підйому різьби так, щоб забезпечувалась можливість зворотного ходу пари гвинт-гайка. Використання планетарної роликогвинтової пари дозволяє зменшити розсіювання енергії від тертя за рахунок заміни сил тертя ковзання, що діють у з'єднанні, на сили тертя кочення. Гвинт 10 через муфту 11 поєднаний із шліцьовим валом 2, що входить у з'єднання із шліцьовою втулкою 3. На шліцьовому валу 2 між муфтою 11 і шліцьовою втулкою 3 знаходиться пружний елемент 1, зміна жорсткості якого дозволяє регулювати відношення між крутильними і осьовими переміщеннями гвинта 10. Для забезпечення сприятливих умов роботи і запобігання потраплянню промивальної рідини на гвинтове і шліцьове з'єднання на гвинт і шліцьовий вал кріпляться ущільнення 7. Шліцьова втулка 3 через вал 5, муфту 9, вал 16 і напрямну 13 з'єднується із перехідником 12, до якого приєднується породоруйнівний інструмент. Корпус 6 через опорний вузол 17, що включає в себе ряд опорних підшипників та посадочні місця для них, з'єднується із перехідником 15. На валу 16 в порожнині між перехідником 15 і напрямною 13 знаходиться пружний елемент 14, який покликаний змінити осьову жорсткість породоруйнівного інструменту і виступає в ролі накопичувача енергії поздовжніх переміщень колони. Для зменшення втрат енергії натертя і зменшення габаритів пристрою пружні елементи 1 і 14 виконуються у вигляді хвильових пружин. Буровий регулятор працює наступним чином. Енергія, що підводиться у вигляді кутових переміщень і крутного моменту з боку бурильної колони передається через перехідник 4 на корпус 6 регулятора, де вмонтована гайка 8, що входить в зачеплення з гвинтом 10. Внаслідок цього на гвинті 10 виникає крутний момент і осьова сила, які спричиняють його осьові і кутові переміщення. Осьові переміщення гвинта 10 через муфту 11 прикладаються до пружного елемента 1, спричинюючи його деформацію, і діють доти, поки осьова сила на гвинті 10 не буде зрівноважена силою пружності пружного елементу 1. Кутові переміщення і крутний момент, що виникають на гвинті 10, через муфту 11 і шліцьовий вал 2 передаються на шліцьову втулку 3, а звідти через вал 5, муфту 9, вал 16, напрямну 13 і перехідник 12 до долота. Енергія у вигляді поздовжніх переміщень і осьової сили з бурильної колони передається через перехідник 4 на корпус 6, а дальше двома каналами до напрямної 13 і перехідника 12. Перший канал включає муфту 15, яка з'єднується з корпусом 6 через упорний вузол 17, що унеможливлює передачу крутного моменту між корпусом 6 і муфтою 15. Від муфти 15 осьове зусилля і переміщення передається до пружного елемента 14, що спричинює його деформацію доти, поки осьова сила не буде зрівноважена силою пружності. Сила пружності, що виникає в пружному елементі 14, прикладається до напрямної 13 і дальше до долота. Другим каналом енергія передається із корпуса 6 через гайку 8 на гвинт 10 і муфту 11 до пружного елемента 1. Сила пружності, що виникає в пружному елементі 1, прикладається до шліцьової втулки 3, а дальше через вал 5, муфту 9 і вал 16 до напрямної 13. Таким чином, пружний елемент 1 виступає накопичувачем енергії поздовжньо-кутових переміщень, а пружній елемент 14 лиш поздовжніх переміщень. Змінюючи їхні характеристики жорсткості можна регулювати 1 UA 114949 U відношення між крутним моментом і осьовою силою, які підводяться до долота, а також підбирати оптимальні параметри жорсткості породоруйнівного інструменту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Регулятор буровий, що містить корпус, вал, пружний елемент, гвинтову пару, шліцьове з'єднання, опорний вузол і ущільнення, який відрізняється тим, що для накопичення і перерозподілу енергії, яка підводиться до долота, корпус і вал пристрою паралельно поєднані між собою за рахунок двох з'єднань: першого, яке є послідовним поєднанням опорного вузла із пружним елементом, і другого, яке є послідовним поєднанням гвинтової пари із пружним елементом. 2. Регулятор буровий за п. 1, який відрізняється тим, що для зменшення втрат енергії на тертя гвинтова пара виконана у вигляді планетарної роликогвинтової передачі. 3. Регулятор буровий за п. 1, який відрізняється тим, що пружні елементи для зменшення втрат енергії на тертя і забезпечення менших габаритних розмірів регулятора виконані у вигляді хвильових пружин. 2 UA 114949 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3