Применение амортизаторов приводит к снижению интенсивности износа обычных и утяжеленных бурильных труб, что особенно важно при бурении глубоких и сверхглубоких скважин, где существенно возрастает твердость горных пород. Резьбовые соединения УБТ не вызывали проблем до тех пор, пока не возникла необходимость увеличения их длины для повышения осевой нагрузки па долото при бурении глубоких скважин в твердых породах. Вибрация УБТ возрастает с увеличением твердости горных пород. Установка упругого узла между долотом и УВТ позволяет поддерживать вибрационное воздействие на УВТ всегда на одном уровне, как и при бурении мягких и горных пород. Использование амортизатора улучшает работу резиновых соединений УГ/Г, и повреждения их при бурении твердых и трещиноватых пластов не будут больше, чем при бурении мягких пластов. Результаты показывают, что аварии с УБТ при бурении скважин уменьшаются вдвое, если применяют амортизаторы.
Применение амортизатора оказывает благоприятное воздействие и на наземное оборудование. Уменьшаются шум и вибрации на буровой, что улучшает психофизиологические условия работы буровиков.
Применение амортизаторов позволяет существенно уменьшить амплитуду колебаний. Оценим влияние амортизатора на амплитуду колебаний бурильного инструмента.
Необходимость применения амортизаторов значительно возрастает для агрегатов, работающих с большими скоростями, так как величина динамических сил пропорциональна квадрату скорости движения. Чем выше частота вибраций, тем лучше они смягчаются амортизаторами. Однако значительные затруднения возникают при необходимости ослабления вибраций низкой частоты. Эффективное ослабление вибраций при частоте ниже 25 Гц в большинстве случаев возможно лишь с помощью амортизаторов из стальных пружин.
При турбинном бурении скважин с применением амортизатора крутильных колебаний, проведенного в объединении Башнефть, свидетельствуют о существенном улучшении показателей бурения.
В большинстве случаев значительное уменьшение отрицательного влияния вибрации достигается применением амортизаторов, включаемых в компоновку бурильной колонны. Амортизатор не только поглощает, но и отражает к долоту энергию упругих волн, а также изменяет амплитуду колебаний, форму волны, ее фазу и величину осевой динамической силы, действующей как на забой, так и на бурильную колонну. Амортизатор регулирует доли мощности забойного двигателя, поглощаемой забоем и бурильной колонной и, по существу, является регулятором динамического взаимодействия бурильной колонны с забоем скважины. В связи с указанным целесообразно амортизатор называют динамическим регулятором, использование которого наиболее эффективно при разбуривании твердых и крепких пород.
Наддолотный амортизатор предназначен для снижения вибраций, возникающих в бурильной колонне в процессе бурения скважины.
Конструкция амортизаторов обеспечивает эффективную работу при различных сочетаниях осевых нагрузок на долото и перепадов давления промывочной жидкости. Вибрации гасятся пакетом тарельчатых пружин, обеспечивающих оптимальную жёсткость амортизатора и позволяющих приложить к нему высокую осевую нагрузку.
Шлицевое соединение корпуса и вала обеспечивает надёжную передачу крутящего момента при бурении с вращением бурового инструмента.
При бурении скважины с использованием забойного двигателя амортизатор устанавливается в КНБК непосредственно над забойным двигателем, при бурении роторным способом — над долотом.
Преимущества использования амортизаторов RST:
•повышаются сроки службы и надёжность работы бурового оборудования: долот, забойных двигателей, телесистем, бурильных труб.
•сокращаются сроки строительства скважины.
Применение амортизаторов при изготовлении железобетонных изделий.
Для изготовления железобетонных изделий используется вибротумба, которая состоит из прочного стального корпуса, в котором производит постоянное вращение цельнометаллический эксцентриковый вал. Имеет амортизаторы (мощные пружины) за счет которых осуществляется мягкая вибрация для формирования идеальной поверхности ЖБИ.
Виброгасящие (вибродемпфирующие) эластомерные пластины представляют новое решение проблемы шумо — вибро защиты. Принцип поглощения, заложенный в работе виброгасящих пластин, основывается на препятствии передачи и возвращению колебаний от источника возмущения. Пластины относятся к разряду эффективных звукопоглощающих и виброгасящих материалов в широком диапазоне звуковых частот, включая и область самых низких частот, находящихся за пределами нормируемого диапазона. Данный материал обеспечивает снижение уровня шума и вибрации от механизмов и машин до 85%, в диапазоне частот от 2 Гц до 10 кГц., обеспечивают значительное снижение уровня структурного, ударного и воздушного шумов.
Виброгасящие эластомерные пластины применяются в качестве упругих элементов под опоры механизмов и машин, плавающих полов, фундаментов типа «стакан в стакане», развязки перекрытий и лестничных маршей, а так же во всех случаях, где необходимо изолировать объект от источника вибрации.
Самые распространенные виды демпфирования оборудования в порядке увеличения эффективности:
а) точечное; б) сплошное; в) «стакан в стакане»
Видео:Амортизатор для шнека бензобураСкачать
Наддолотный амортизатор
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.
Читайте также: Почему амортизаторы при морозе становятся жесткими деревянными
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.
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.
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.
Читайте также: Нужно ли менять пружины вместе с амортизаторами
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.
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.
Видео:Кустовое бурение. Что такое НДС? / Основы ННБСкачать
Буровой наддолотный амортизатор
Использование: для гашения вибраций при бурении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: амортизатор содержит корпус 1, расположенный в нем ступенчатый вал, образующий с корпусом меньшей ступенью 6 полость 7 для размещения упругого элемента в виде рядов резиновых шаров 8, расположенных между дисками. Последние совмещены по оси амортизатора и расположены с зазором. Шары каждого ряда отделены друг от друга и от дисков разделительными дисками 24. Над полостью с упругим элементом выполнены отверстия 16 с суммарной площадью, большей или равной площади указанного зазора. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для гашения вибраций, и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин.
Известен амортизатор, содержащий корпус, расположенный в его полости ступенчатый вал, образующий с корпусом своей большей ступенью шлицевую полость, а меньшей полость для размещения упругого элемента, камеру гидравлической разгрузки и выполненную на валу камеру с гибкой стенкой, гидравлически связанную с шлицевой полостью, причем гибкая стенка расположена в камере гидравлической разгрузки.
Недостатком этого амортизатора является невозможность работы последнего при знакопеременных осевых нагрузках — как сжатия, так и растяжения, возникающих при спускоподъемных операциях, во время движения инструмента вверх или, например, при возникновении перепада давления на элементах компоновки низа бурильной колонны — (КНБК) ниже амортизатора по ходу бурового раствора.
Известно, что при отсутствии в амортизаторе упругих элементов, воспринимающих растягивающие нагрузки в разъемном телескопическом соединении бурильной колонны (амортизаторе), возникают ударные нагрузки и амортизатор работает как ударный переводник. В результате снижается стойкость амортизатора. Для того, чтобы избежать это, в амортизаторах устанавливают дополнительные ряды упругих элементов, воспринимающих растягивающие нагрузки, что приводит к нежелательному увеличению длины амортизатора, способствующей искривлению ствола скважины при бурении.
Целью изобретения является повышение эффективности и надежности амортизатора за счет обеспечения возможности восприятия одними и теми же упругими элементами (шарами), работающими только на сжатие, знакопеременных осевых нагрузок — как сжимающих, так и растягивающих без увеличения длины амортизатора, а следовательно, и массы, что дает возможность установки амортизатора в составе КНБК над долотом в турбинном бурении.
Для этого в буровом наддолотном амортизаторе диски, закрепленные на валу и в корпусе, между которым расположены элементы (например, двойные ряды резиновых шаров), совмещены друг с другом по оси амортизатора. При этом диски, закрепленные на валу, размещены с зазором в дисках, закрепленных в корпусе, с возможностью телескопического перемещения один относительно другого, а пары каждого двойного ряда отделены от указанных дисков и друг от друга разделительными дисками.
Читайте также: Как определить хороший амортизатор или нет
При этом очевидно, что характеристика упругих элементов, воспринимающих нагрузки сжатия и растяжения, постоянна. Это важно для получения характеристики амортизатора заранее, так как она постоянна для нагрузок сжатия и растяжения и определяется при испытании только одного упругого элемента и только на один вид нагрузки — сжатие.
С целью регулирования действия диссипативных сил, связанных с движением промывочной жидкости в полости с упругим элементом, за счет выравнивания гидростатического давления этой полости с забойным на меньшей ступени вала выполнены отверстия, причем суммарная площадь сечения последних выбирается из соотношения Sотв Sз, где Sотв — суммарная площадь сечения отверстий; Sз — площадь сечения зазора между дисками, закрепленными в корпусе и на валу.
Наличие отличий предложенного устройства от прототипа свидетельствует о соответствии критерию «Новизна».
Анализ известных устройств из данной области техники не выявил наличия технического решения, в котором используются резиновые шары, работающие только на сжатие при восприятии знакопеременных осевых нагрузок. Поэтому можно говорить в соответствии предложенного устройства критерию «существенные отличия».
На фиг.1 и 2 изображен буровой наддолотный амортизатор, разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.1.
Буровой наддолотный амортизатор содержит корпус 1, составленный из соединенных резьбой нескольких частей, в нижней части которого установлен переводник 2 для присоединения долота (не показано). В корпусе 1 расположен ступенчатый вал, большая ступень 3 которого имеет шлицы, образующие с ответными шлицами на корпусе 1 шлицевое соединение 4 и замкнутую шлицевую полость 5. Меньшая ступень 6 вала образует с корпусом 1 полость 7 для размещения упругого элемента, выполненного, например, в виде двойных рядов резиновых шаров 8, расположенных между дисками 9, закрепленными на валу дисками 10, совмещенными с дисками 9 по оси амортизатора и размещенными внутри последних с зазором 11. Закрепление дисков 9 осуществляется путем зажатия их между втулками 12 с помощью переводника 2, а закрепление дисков 10 — путем зажатия их между втулками 13 с помощью гайки 14.
Полость 7 сообщена с внутренним каналом 15 с нижнего торца, а также через отверстия 16, выполненные на меньшей ступени 6 вала с суммарной площадью, большей или равной площади зазора 11 между дисками 9 и 10.
Между шлицевой полостью 5 и полостью 7 расположена камера 17 гидравлической разгрузки, сообщенная с затрубным пространством каналами 18. Камера 17 гидравлической разгрузки отделена от полости 7 с упругим элементом уплотнения 10, а от шлицевой полости 5 — уплотнением 20. Шлицевая полость заполнена маслом. В торце большей ступени 3 вала, расположенном в камере 17 гидравлической разгрузки, установлена гибкая стенка в виде, например, плавающего поршня 21, образующего на валу камеру 22, гидравлически связанную каналом 23 со шлицевой полостью 5.
Каждый двойной, например, ряд резиновых шаров 8 содержит разъединительные диски 24, установленные на меньшей ступени 6 вала с зазорами для перетока бурового раствора в процессе работы.
Амортизатор работает следующим образом.
После спуска амортизатора в составе бурильных труб в скважину камера 17 гидравлической разгрузки и полость 7 с упругими элементами заполняется буровым раствором под гидростатическим давлением. Плавающий поршень 21 выравнивает давление в шлицевой полости 5, разгружая уплотнения 20.
Благодаря расположению уплотнения 19, нагруженного рабочим перепадом давления, на ступени 6, обеспечивается минимальная осевая гидравлическая сила, сдвигающая со ступени 3 корпус 1. При бурении вибрации от долота поглощаются упругими элементами. Влияние на характеристику амортизатора демпфирования жидкости, заполняющей полость 7 с упругим элементом, устраняется путем выполнения зазоров, обеспечивающих свободные перетоки жидкости между дисками 9, 10 и 24. Выбор зазоров производится для рабочего интервала частот колебаний корпуса амортизатора. Поэтому характеристика амортизатора определяется только характеристикой упругого элемента.
Возникающие при бурении вибрации долота и растягивающие нагрузки не оказывают вредного влияния на колонну труб, так как большей частью поглощаются в амортизаторе упругими элементами.
1. БУРОВОЙ НАДДОЛОТНЫЙ АМОРТИЗАТОР, включающий корпус, расположенный в его полости ступенчатый вал, образующий с корпусом своей большей ступенью шлицевую полость и меньшей ступенью — полость для размещения упругого элемента, содержащего установленные друг над другом ряды резиновых шаров, чередующиеся с металлическими дисками, закрепленными на валу и в корпусе, камеру гидравлической разгрузки и камеру с гибкой стенкой, гидравлически связанную с шлицевой камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и долговечности, он снабжен разделительными дисками, установленными над и под рядами резиновых шаров, а диски, закрепленные на валу, совмещены по оси амортизатора с дисками, закрепленными в корпусе, и установлены относительно последних с зазором.
2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью регулирования действия диссипативных сил в полости с упругим элементом, на меньшей ступени вала выполнены отверстия, сообщающие полость для размещения упругого элемента с полостью осевого канала амортизатора, причем суммарная площадь сечения отверстий больше или равна площади сечения зазора между дисками, закрепленными на валу и в корпусе.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
💡 Видео
Как делать слайд когда нагрузка не доходитСкачать
Виды и назначение Буровых Долот. Минимальный набор для успешного бурения.Скачать
Наклонно-направленные скважины: основные термины и определенияСкачать
Технология Зарезки и бурения боковых стволов простыми словамиСкачать
Наклонно-направленное бурениеСкачать
Основные параметры наклонно-направленной скважины. Часть 1 / Основы ННБСкачать
Функции и назначение буровых растворов. Технологии нефтедобычи.Скачать
Как пробурить ровную и надежную скважину хорошим инструментом Разбираемся!Скачать
Метод наклонно-направленного бурения. Технология строительстваСкачать
Как подбирать УБТ для буренияСкачать
Бурение скважин. Часть IV. «Технология бурения скважин. Буровые долота».Скачать
Лидерное бурение MOVAX (Мовакс)Скачать
Епихин АВ. Буровой Ликбез. Гидромониторные насадки долот. 2020Скачать
Стройхлам НЕ шарит в бурении скважин? Как не влипнуть в мифы о бурении скважин на водуСкачать
Бурение горизонтальных скважин. Часть 1.Скачать
Как рассчитывается риск пересечения скважин? / Основы ННБСкачать
Урок 11. Расчет угла бурения со станиной. #АлмазноебурениеСкачать
