[實用新型]一種機械式多向減振器

無效

• 申請號: 200920047458.7
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN201448067U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 楊文俊;祝慶玉;祝慶國;張健
• 申請（專利權）人: 揚州天業石油機械有限公司
• 主分類號: E21B17/07
• 分類號: E21B17/07
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本實用新型涉及油氣井工程與地質勘探鉆井技術領域。

背景技術

現有的液壓雙向減振器工作原理，主要是利用液壓缸內注入的201-100甲基硅油作為液體彈簧，吸收鉆進過程中鉆柱軸向振動沖擊負荷。另外，還通過活塞內孔梯形螺旋與心軸連接，使鉆柱的扭轉振動沖擊負荷轉換成活塞的軸向分力，變換為液壓缸內壓，從而保持穩定的鉆頭工作扭矩。(詳見《鉆井工程技術手冊》第530～532頁-中國石化出版社，2005年2月第一版，2006年1月第二次印刷。)多年來，液壓雙向減振器在油氣田鉆井工程中，尤其當鉆進硬地層、礫石層、軟硬夾層及其它復雜地層時，為減緩鉆柱的軸向振動和扭轉振動產生的沖擊負荷、提高鉆頭的工作效率、避免井下事故，發揮了一定作用。

申請人認為，從理論到國內外的應用實踐都充分證明：使用鉆柱減振器的真正意義在于消除或減緩鉆柱旋轉鉆進過程中產生的振動和沖擊動能、改變鉆柱的固有頻率。也就是說，對鉆柱減振器的基本性能要求，是能夠把盡可能多的具有破壞性的振動沖擊能量轉換為熱能而及時消散掉；使鉆柱的固有頻率遠離激振頻率，避免發生諧振。

但是，《鉆井工程技術手冊》中介紹的液壓雙向減振器卻都忽視了鉆柱減振器的阻尼作用和正確改變鉆柱固有頻率的關鍵作用。因此，應用現場的生產和測試證明，他們生產的工具在消除或減緩鉆柱振動沖擊負荷峰值及避免鉆柱諧振方面，效果并不明顯。

另外，申請人還認為，有的液壓雙向減振器由于密封件設計不合理、橡膠件的耐溫性能差以及密封部位制造精度太低或高壓條件下液壓缸變形等原因導致減振器失效，不能滿足深井、超深井高溫高壓和復雜地質條件下鉆進的要求。201-100甲基硅油作為現有液壓雙向減振器的液體彈簧使用，由于其粘度很低，在高溫(150℃以上)、高壓(30MPa～70MPa)條件下旋轉鉆進時很易泄漏，而硅油稍有泄漏就會導致工具失效。甚至有時因油塞或其它密封部位滲漏，在長途運輸過程中硅油不斷漏失，待工具運到鉆井現場時已無法使用。尤其是目前我國硅油市場對各生產廠家硅油的體積壓縮率尚無技術指標要求，各生產廠家均無進行硅油體積壓縮率的測試手段，于是大多生產廠家是購進固體原料勾兌成不同粘度的硅油產品，均無產品體積壓縮率的性能指標介紹。減振器生產廠屬盲目購進這種硅油當液體彈簧使用，其減振器在井下的剛度性能及減振效果也無人能說清楚。

另外，由于對液壓雙向減振器的制造精度的要求較高，鋼材的價格不斷上漲，硅油的市場價格也比較昂貴，致使液壓雙向減振器的總體成本居高不下。

再則，減振器組裝完畢進行地面試驗時，在上述的壓力條件下，試驗人員在高壓“容器”和高壓管路周圍操作，有造成人身傷害的不安全隱患。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種機械式多向減振器，使其成本低、安全性好、使用壽命長。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種機械式多向減振器，包括上接頭，上接頭的下端螺紋連接心軸，心軸外套置刮泥環座，刮泥環座的下端與扶正筒螺紋連接，扶正筒的下端外螺紋連接花鍵筒，花鍵筒的下端內螺紋連接導筒，導筒的下端內螺紋連接下接頭；下接頭內套置導桿，導桿包括從上至下的大外徑段和小外徑段，大外徑段與心軸的下端螺紋連接；心軸與花鍵筒、導筒之間從上至下設有提升環、活塞和止推軸承，活塞包括活塞體和活塞接頭，活塞體上設有扭矩轉換機構，活塞體的下端螺紋連接活塞接頭，心軸與扶正筒、花鍵筒、活塞體之間設有阻尼機構，在所述大外徑段的兩端分別設有上彈性體和下彈性體，上彈性體設置在心軸與導筒之間，下彈性體設置在小外徑段與導筒之間。

本實用新型通過以上設計，將周向減振彈性體與軸向減振彈性體分離。分別由不同剛度、不同組合方式和具有不同固有頻率的金屬彈性元件構成，使其能在鉆柱的彈性波傳遞過程中起到隔離器的作用。因此，鉆柱中連接該減振器就能夠改變鉆柱的固有頻率，避免鉆進過程中因振源激振而產生的鉆柱諧振現象。由于上、下彈性體采用的材質的改變，使減振器的制造成本大幅度降低，而整體使用壽命比現有的鉆柱減振器提高3-5倍。

本實用新型的扭轉振動沖擊減振是采用環隙阻尼與復合組合碟簧的互補結構。這種阻尼減振結構與橡膠和硅油結構相比較，既不存在老化問題，也不可能因密封泄漏而失效。

本實用新型的另一有益效果，即無論扭轉剛度與固有頻率，還是軸向剛度與固有頻率，都可以分別根據各自的阻尼系統和碟簧的厚度及組合方式進行調整，滿足每口井工程設計的需要。

所述小外徑段與導筒之間設有調節環，調節環設置在下彈性體的上方。調節環對下彈性體的壓力腔的油壓起調節作用，使之不受井下溫度的影響。