Что такое наддолотный амортизатор (6 видео)

Предлагаемый наддолотный амортизатор используется в горной промышленности при бурении взрывных скважин шарошечными долотами для снижения динамических нагрузок на долото и вращательно — подающий механизм бурового станка. Сущность изобретения: наддолотный амортизатор включает соединенные телескопически трубы — верхнюю 1, соединенную с буровой штангой 2, и нижнюю 3, соединенную с долотом 4, образующую полость 5, в которой размещены тарельчатые пружины 6, центрирующую трубу 7, узел передачи вращения 8, промежуточную опору и пяту 9 с направляющим отверстием для центрирующей трубы 7, размещенную в нижней трубе 3 под тарельчатыми пружинами 6. Наддолотный амортизатор снабжен опорной втулкой 10, установленной в верхней трубе 1, над тарельчатыми пружинами 6 размещена опорная втулка 10 с направляющим отверстием для центрирующей трубы 7. Промежуточная опора 11 жестко закреплена на центрирующей трубе 7, тарельчатые пружины 6 установлены с обеих сторон промежуточной опоры 11 и контактируют с ней торцовыми частями. Центрирующая труба 7 обеими концами входит в направляющие отверстия опорной втулки 10 и пяты 9 с возможностью осевого перемещения. Опорная втулка 10 образует с верхним концом центрирующей трубы 7 кольцевую полость 12 и в ней выполнены отверстия 13, сообщающие кольцевую полость 12 с полостью 5 амортизатора, в которой размещены тарельчатые пружины 6. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и используется при бурении взрывных скважин шарошечными долотами для снижения динамических нагрузок на долото и вращательно-подающий механизм бурового станка.

Наддолотный амортизатор устанавливается между долотом и буровой штангой.

Известно, что при использовании в наддолотных амортизаторах в качестве упругих элементов тарельчатых пружин эффективность работы амортизатора и его надежность определяются в основном надежностью тарельчатых пружин, которые выдерживают определенное количество циклов знакопеременных нагрузок в зависимости от условий и конструкции амортизатора и условий его эксплуатации.

Известен наддолотный амортизатор, в котором использованы тарельчатые пружины, включающий две соединенные между собой трубы.

Недостатком этого амортизатора является то, что в нем не предусмотрена защита тарельчатых пружин от ударных нагрузок.

Известен также наддолотный амортизатор, включающий две телескопически соединенные трубы, образующие полость, в которой размещены пакеты тарельчатых пружин, центрирующую трубу, которая жестко закреплена одним концом в одной из труб.

Недостатком этого наддолотного амортизатора является то, что в нем пружины также не защищены от ударных нагрузок, а жесткое закрепление центрирующей трубы приводит к повышенному износу как самой трубы, так и тарельчатых пружин при их знакопеременной деформации.

Видео:ЧТО ТАКОЕ КОЙЛОВЕРЫ? ВСЁ О СТОЙКАХ И ПОДВЕСКЕСкачать

Наиболее близким из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату является наддолотный амортизатор, включающий соединенные телескопически трубы — верхнюю, соединенную с буровой штангой, и нижнюю, соединенную с долотом, образующие полость, в которой размещены тарельчатые пружины, центрирующую трубу, узел передачи вращения, промежуточную опору и пяту с направляющим отверстием для центрирующей трубы, размещенную в нижней трубе под тарельчатыми пружинами.

Недостатком известного наддолотного амортизатора является то, что тарельчатые пружины в нем также не защищены от ударных нагрузок, а жесткое закрепление центрирующей трубы приводит к неравномерному износу поверхности тарельчатых пружин и поверхности центрирующей трубы, в результате чего нарушается центровка тарельчатых пружин, приводящая к их поломке.

Цель предлагаемого изобретения — повышение ресурса работы наддолотного амортизатора.

Цель достигается тем, что наддолотный амортизатор, включающий соединенные телескопически трубы — верхнюю, соединенную с буровой штангой, и нижнюю, соединенную с долотом, образующие полость, в которой размещены тарельчатые пружины, центрирующую трубу, узел передачи вращения, промежуточную опору и пяту с направляющим отверстием для центрирующей трубы, размещенную в нижней трубе под тарельчатыми пружинами, снабжен опорной втулкой, установленной в верхней трубе над тарельчатыми пружинами, причем в опорной втулке выполнено направляющее отверстие для центрирующей трубы, а промежуточная опора жестко закреплена на центрирующей трубе, при этом тарельчатые пружины установлены с обеих сторон промежуточной опоры и контактирует с ней торцовыми частями, причем центрирующая труба обеими концами входит в направляющие отверстия опорной втулки и пяты с возможностью осевого перемещения, при этом опорная втулка образует с верхним концом центрирующей трубы кольцевую полость и в ней выполнены отверстия, сообщающие последнюю с полостью наддолотного амортизатора, в которой размещены тарельчатые пружины.

Читайте также: Стойку амортизатора менять одну или парой

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором в разрезе изображен наддолотный амортизатор.

Наддолотный амортизатор включает соединенные телескопически трубы — верхнюю 1, соединенную с буровой штангой 2, и нижнюю 3, соединенную с долотом 4, образующие полость 5, в которой размещены тарельчатые пружины 6, центрирующую трубу 7, узел передачи вращения 8, промежуточную опору и пяту 9 с направляющим отверстием для центрирующей трубы 7, размещенную в нижней трубе 3 под тарельчатыми пружинами 6. Наддолотный амортизатор снабжен опорной втулкой 10, установленной в верхней трубе 1 над тарельчатыми пружинами 6, причем в опорной втулке 10 выполнено направляющее отверстие для центрирующей трубы 7, а промежуточная опора 11 жестко закреплена на центрирующей трубе 7, при этом тарельчатые пружины 6 установлены с обеих сторон промежуточной опоры 11 и контактируют с ней торцовыми частями, причем центрирующая труба 7 обоими концами входит в направляющие отверстия опорной втулки 10 и пяты 9 с возможностью осевого перемещения, при этом опорная втулка 10 образует с верхним концом центрирующей трубы 7 кольцевую полость 12 и в ней выполнены отверстия 13, сообщающие кольцевую полость 12 с полостью 5 амортизатора, в которой размещены тарельчатые пружины 6.

Принцип работы наддолотного амортизатора заключается в следующем. При бурении динамические нагрузки, которые предназначены снижать наддолотный амортизатор, генерируются как шарошечным долотом в результате его взаимодействия с забоем скважины, так и вращающимся буровым ставом.

Промежуточная опора 11, жестко закрепленная на центрирующей трубе 7, обладает возможностью осевого перемещения как относительно пяты 9, так и относительно опорной втулки 10, а это создает благоприятные условия для работы тарельчатых пружин 6 при динамических нагрузках одновременно снизу, со стороны долота 4 сверху, со стороны бурового става, при этом уменьшается величина относительного перемещения тарельчатых пружин 6 относительно центрирующей трубы 7, что снижает ее износ, а также контактирующих кромок тарельчатых пружин 6, в результате чего не нарушается их центровка.

Видео:Сравнение газовых и масляных амортизаторовСкачать

При бурении скважин с подачей в нее одновременно со сжатым воздухом, используемым для удаления бурового шлама, воды для пылеподавления, последняя, двигаясь по стенкам буровых штанг 2, попадает в кольцевую полость 12, образующую опорной втулкой 10 и верхним концом центрирующей трубы 7, и далее через отверстия 13, выполненные в опорной втулке 10, вода поступает во внутреннюю полость 5 наддолотного амортизатора, в которой размещены тарельчатые пружины 6, и заполняет ее. Работа тарельчатых пружин в полости 5, заполненной водой, создает дополнительное сопротивление деформации тарельчатых пружин 6 при ударных нагрузках при бурении очень крепких или трещиноватых пород, что защищает тарельчатые пружины 6 от перегрузки и повышает ресурс работы наддолотного амортизатора.

Опорная втулка 10 может быть установлена в верхней трубе 3 как с резьбовым соединением, так и безрезьбовым, но в последнем случае она должна опираться в заплечики (на чертеже не показаны) присоединяемой буровой штанги 2, при этом опорная втулка 10 может служить для предварительной деформации тарельчатых пружин 6.

Изобретение позволяет повысить ресурс работы наддолотного амортизатора.

1. НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий соединенную с буровой штангой верхнюю трубу, телескопически связанную с ней нижнюю трубу, соединенную с долотом и образующую с верхней трубой полость для размещения промежуточной опоры и установленных с обеих сторон последней с возможностью взаимодействия с ее торцевыми поверхностями тарельчатых пружин, установленную в нижней трубе под тарельчатыми пружинами пяту с направляющим отверстием, размещенную в нем центрирующую трубу, расположенную с возможностью осевого перемещения относительно верхней трубы, и узел передачи крутящего момента, отличающийся тем, что он снабжен опорной втулкой, установленной в верхней трубе над тарельчатыми пружинами и имеющей направляющее отверстие для центрирующей трубы, причем промежуточная опора жестко закреплена на центрирующей трубе, а последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно нижней трубы.

Читайте также: Отбойники задних амортизаторов фольксваген джетта 5

2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что опорная втулка образует с верхним концом центрирующей трубы кольцевую полость и выполнена с отверстиями, сообщающими полость бурильной трубы с полостью расположения тарельчатых пружин амортизатора.

Наддолотный амортизатор

НАДДШОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий концентрично расположенные корпус и полый вал, образуншще кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крзггящего момента и демпфирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, отличающийс я тем, что, с целью упрощения его конструкции, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен зксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевыми проточками на наружной поверхности для размещения упругих копьцевьк элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, приг чем кольцевые упругие элементы выполнены в виде торов.

РЕСПУБЛИК ае зсЮ E 21 В 17/07

Видео:Работа Газомаслянного и газового амортизатора KYBСкачать

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н CBTOPCNONIV CNPIARTKIINGTRV (21) 3537336/22-03 . (22) 10.01.83 (46) 23.11 ° 84. Бюл. В 43 (72) В.Г.Литвишко, Н.П.Литвинов и В.И.Зюбин (71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт-нефтяной промышленности . (53) 622.24.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 571577, кл. Е 21 В 17/07, 1972.

2. -Патент США Ф 4162619, кл. 64-23, опублик. 1978 (прототип) . (54) (57) НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий концентрично расположенные корпус и полый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крутящего момента и демпфирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения его конструкции, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен эксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевыми проточками на наружной поверхности для размещения упругих кольцевых элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, причем кольцевые упругие элементы выполнены в виде торов.

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройствам по демпфированию колебаний бурильного инструмерта.

Известен наддолотный амортизатор, состоящий из корпуса и перемещаемого внутри него шлицевого вала с установленными в кольцевом пространстве между ними упругими элементами (1) .

Недостатками этого амортизатора 1О являются технологическая сложность при изготовлении и недолговечность упругих элементов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является над- 15 долотный амортизатор, .включающий концентрично расположенные корпус и по- . имекицие в сечении округлую форму и лый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи кру тящего момента и демпфирования осе- 20 вых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы f2) .

Видео:Как работают амортизаторыСкачать

Недостатком известного амортизатора является то, что он технологически сложен. 25

Цель изобретения вЂ” упрощение конструкции амортизатора.

Указанная цель достигается тем, что в наддолотном амортизаторе, включающем концентрично расположеннь е кор- щ0 пус и полый вал, образующие кольцевую полость, размещенные в ней узлы передачи крутящего момента и демп- . фирования осевых и крутильных колебаний, содержащие кольцевые упругие элементы, вал в месте расположения узла демпфирования крутильных колебаний и узла передачи крутящего момента выполнен эксцентричным относительно оси амортизатора с кольцевы40 . ми проточками на наружной поверхности для размещения упругих кольцевых элементов, а корпус имеет ответный валу эксцентричный участок, причем кольцевые упругие элементы выполне45 ны в виде торов. ной поверхности на вал 2. Поршень 4 на валу 2 снизу зафиксирован стопорным резьбовым соединением, состоящим из гайки 5 и стопорной фигурной шабы 6, наружные выступы которой отогнуты на грани гайки, а внутренний выступ 7 входит в шлицевую канавку 8 на валу 2.

Вал 2 в месте расположения узла передачи крутящего момента и узла демпфирования крутильных колебаний выполнен эксцентричным и входит в соответствующее эксцентричное отверстие корпуса 1 (фиг. 2). На эксцентричном участке вала по периметру проточены кольцевые канавки 9, глубину, достаточную для расположения кольцевых упругих элементов.В канавки 9 установлены тороидальные упругие кольца 10, изготовленные из эластомера. Вал 2 с поршнем 4 имеет возможность продольного смещения относительно корпуса 1 на величину хода, определяемого скоростью буре° ния и частотой подачи инструмента с поверхности, а также поворота, определяемого величиной зазора в эксцентричном соединении и упругостью колец 10. Надпоршневая полость 11 через отверстие 12 соединена с кольцевым пространством скважины, а подпоршневая 13 через шлицевую канавку

Читайте также: Лада калина задний амортизатор в сборе

8 на валу 2 вЂ” с полостью внутри бу- . рильных труб. В отверстии 12 установлена скользящая разделительная пробка 14. В корпусе 1 установлена гильза 15, снизу ввинчен наддолотный ререводник 16, а сверху на вал навинчен соединительный переводник 17, С целью герметизации, гильзы 15 в корпусе 1 и цилиндрических резьб переводника 17 с валом 2 и корпуса 1 с переводником 16 в Местах соединения этих деталей установлены уплотнительные резиновые кольца 18, а для предохранения полости между корпусом 1 и переводником 17 от показания шлама в проточке переводника 17 ус1 тановлен войлочный сальник 19.

Йа фиг. 1 показан наддолотный амортизатор, продольный разрез ; на фиг.2вЂ” разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3вЂ” узел Х на фиг. 50

Наддолотный амортизатор содержит корпус 1, полый вал 2, образукицие кольцевую полость, размещенный в ней узел 3, служащий для передачи . крутящего момента и демпфирования крутильных колебаний, узел демпфирования осевых колебаний включающий поршень 4, напрессованный по конусПри сборке амортизатора на вал

2 напрессовывают поршень 4, который фиксируют гайкой 5 и стопорной шайбой 6. Указанные детали в сборке устанавливают в корпус 1, на вал навинчивают переводник 17, а в корпус ввинчивают переводник 16, после чего йадпоршневую полость 11 заполняют мас3 I 1253 лом и в отверстие 12 устанавливают пробку 14.

Видео:Влияние состояния амортизаторов на динамику автомобиляСкачать

Наддолотный амортизатор работает следующим образом.

После сборки амортизатор включают в состав колонны бурильных труб, присоединяя снизу к нему долото, и спускают в скважину. При бурении крутящий момент передается от ротора буровой установки через колонну бу-,10 рильных труб на долото через переводник 17, .эксцентричное соединение вала

2 с корпусом 1 и наддолотный переводник 16.

Колебаний нагрузки от крутящего 15 момента вызывают повороты вала относительно корпуса и одностороннее сжатие колец 10. При этом сжатие колец 10 с одной стороны эксцентрика приводит к уменьшению степени сжатия gp их с противоположной стороны и перемещению материала колец без изменения объема, что существенно при упругих деформациях эластомеров. Одновременно происходит смещение оси ва- 2S ла относительно нейтрального положения на величину, несколько меньшую половины диаметрального зазора в эксцентричном соединении, что при53 4 водит к кратковременному увеличению крутящего момента. Нагрузка растяжения, приложенная к устройству, передается через переводник 17, вал 2, поршень 4, корпус 1 и переводник 16, а нагрузка сжатия вЂ” через переводник

17, вал 2; поршень 4 и переводник 16.

За рабочее давление наддолотного амортизатора принято гидродинамическое давление в бурильных трубах на глубине установки амортизатора с учетом потерь в колонне бурильных труб. Под действием этого давления корпус 1 с гильзой 15 стремится смес.,титься относительно вала 2 вниз на величину хода, определяемого величи ной.и частотой подачи инструмента с поверхности. При этом увеличивается объем подпоршневой полости 13 и уменьшается объем надпоршневой полости 11, из которой масло вытесняется через отверстие 12, смещая пробку 14.

Технико-экономический эффект заключается в том, что предлагаемое устройство стабилизирует работу долота и бурильных труб и повышает на-. дежность и долговечность работы бурильного инструмента.

Редактор А.Гратилло Техред А.Бабииец Корректор О.Луговая

Заказ 8455/24 Тираж 564 Подписное

Видео:Как определить неисправность амортизаторовСкачать