Пристрій підвищення осьового навантаження

Реферат: Пристрій підвищення осьового навантаження містить корпус, всередині якого встановлена гайка, а на пустотілому стовбурі встановлений гвинт та пружний елемент. Гвинтову пару через перевідник з'єднують з валом приводу. Під гвинтовою парою встановлено ряд послідовно з'єднаних пружних елементів (оболонкові амортизатори) з різною жорсткістю і визначеним ходом поршнів. UA 123104 U (12) UA 123104 U UA 123104 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технічних засобів буріння свердловин, а саме до пристроїв компоновки низу бурильної колони, які підвищують показники буріння. Відомий наддолотний амортизатор [аналог - А.С. СРСР № 386122, МПК Е21В 17/06, опубл. 14.06.73 бюл. № 26], який містить розміщені у корпусі, вал (стовбур) для протоку промивальної рідини, при цьому стовбур і корпус виконані з правою гвинтовою нарізкою і утворюють гвинтову пару, під якою гнучка діафрагма, диск та стовбур утворюють камеру, в якій розміщений пружний елемент. Пристрій призначений для зниження вібраційних навантажень на бурильну колону. Недоліком такого пристрою є неможливість використання енергії крутних коливань бурильної колони для інтенсифікації взаємодії долота з вибоєм, що обумовлюється розташуванням гвинтової пари між долотом і пружним елементом (пружна оболонка). Найближчим до запропонованого є пристрій осьового навантаження [прототип - патент України № 72885 МПК Е21В 17/06, Е21В 17/07, опуб. 27.08.2012, бюл. № 17], що містить корпус, усередині якого на пустотілому стовбурі встановлені гвинтова пара та пружний елемент, який розташований над нею. Гвинтова пара має ліву нарізку. Така конструкція пристрою дає можливість інтенсифікувати взаємодію долота з вибоєм за рахунок збільшення осьового навантаження на долото. При цьому, осьове навантаження обмежується і диктується тільки величиною крутного моменту валу привода (ротор, вал вибійного двигуна) і у ньому неможливе ступеневе регулювання додаткового осьового навантаження на долото з одночасним зниженням вібрацій. Задачею винаходу є надання пристрою можливості здійснення ступеневе регулювання додаткового осьового навантаження на долото з одночасним зниженням вібрацій. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої підвищення осьового навантаження, що містить корпус у середині якого на пустотілому стовбурі встановлена гвинтова пара, яка через перевідник з'єднується з валом приводу, а під гвинтовою парою встановлено ряд послідовно з'єднаних пружних елементів (оболонкові амортизатори) з різною жорсткістю і визначеним ходом поршнів, що дає можливість послідовного виключення роботи пружних елементів у залежності від осьового навантаження, яке передається гвинтом за рахунок крутного моменту. Таким чином, при критичному значені крутного моменту пристосування вимикається (блокується). Поздовжні коливання долота передаються через нижній перевідник безпосередньо на пружні елементи, що надає можливість віброзахисту. Технічним результатом є підвищення ефективності буріння в похило-спрямованих свердловинах за рахунок збільшення осьового навантаження з умовою необхідного його ступінчатого регулювання у залежності від необхідної величини крутного моменту, що приводить до більш інтенсивної взаємодії долота з вибоєм, з умовою зменшення вібраційних навантажень. На кресленні зображено загальний вид пристрою підвищення осьового навантаження при роторному бурінні. Пристрій з'єднується з бурильною колоною за допомогою перевідника 1, який з'єднаний з несамогальмівним гвинтом 2, і взаємодіє з гайкою, яка встановлена у корпусі 4, і зафіксована перевідником 5. Гвинт 2 взаємодіє з поршнем 6, який входить в оболонку 7 і тисне на гумовий наповнювач 8 пружно деформуючи оболонку 7. Поршень 9 одним кінцем входить в оболонку 7, а другим кінцем зі збільшеним діаметром в оболонку 10 іншої (меншої) жорсткості і опирається на наповнювач 11. Між торцем поршня 9 і торцем оболонки 7 (хід поршня) є певна відстань. В оболонку 10, входить двосторонній поршень 12, посаджений з вільним ходом між торцем оболонки і торцем поршня. Другій кінець поршня (збільшений) входить в оболонку 13 і опирається на наповнювач 14. В оболонку 13, входить поршень 15 (з вільним ходом), який закріплений перевідником 17 та пов'язаний різзю з корпусом 4 і служить перевідником для кріплення калібраційної системи (КЛС) 18 і долота 19. Всі пружні елементи (оболонки) мають різну жорсткість. Для протоку промивального розчину служить центральний стовбур 16. Пристрій працює наступним чином. Пристрій з'єднується з бурильною колоною за допомогою перевідника 1, який встановлений і скріплений з гвинтом 2 і взаємодіє з гайкою 3, яка закріплена у корпусі 4 в якому встановлений блок пружних елементів у вигляді оболонкових амортизаторів з необхідними вільними ходами. Блок пружних елементів, який розташований у корпусі 4 і спирається на перевідник 17 з яким через КЛС 18 встановлене долото 19. В процесі буріння, бурильна колона повертає гвинт 2, який вгвинчується у гайку 3 і передає осьове зусилля на поршень 6 і пружно, через наповнювач 8, на пружну оболонку 7. При малому крутному моменту осьове зусилля передається пружним елементам, які включені послідовно на перевідники, КЛС 18 і долото 19, що викликає більшу інтенсивність взаємодії долота з вибоєм. 1 UA 123104 U 5 Коливання від долота передаються безпосередньо на блок оболонкових амортизаторів знижуючи їх ефективність. При збільшені крутного моменту, під дією гвинта 2, виникає деформація пружного елемента і вибирається вільний хід між торцем оболонки 7 і торцем поршня 6. Подальше збільшення крутного моменту приводить до зникнення вільного ходу на другому пружному елементі 82. Подальший ріст крутного моменту приведе до замикань вказаних пар елементів і росту осьового навантаження на долото, що приведе до більш інтенсивної роботи долота. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Пристрій підвищення осьового навантаження, що містить корпус, всередині якого встановлена гайка, а на пустотілому стовбурі встановлений гвинт та пружний елемент, який відрізняється тим, що гвинтова пара через перевідник з'єднується з валом приводу, а під гвинтовою парою встановлено ряд послідовно з'єднаних пружних елементів (оболонкові амортизатори) з різною жорсткістю і визначеним ходом поршнів, що дає можливість послідовного виключення роботи пружних елементів у залежності від осьового навантаження, яке передається гвинтом за рахунок крутного моменту. 2 UA 123104 U 3 UA 123104 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4