[發明專利]一種鉆柱多級減震裝置

有效

• 申請號: 201611003704.X
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106639910B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 呂苗榮;劉青
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: E21B17/07
• 分類號: E21B17/07
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明公開了一種鉆柱多級減震裝置，鉆柱連接桿與減震筒一固定連接，減震筒一與減震筒二之間設置有空氣機械式減震器，所述的減震筒二內設置有所述的彈性減震筒，減震筒二與所述的減震筒三連接，且減震筒三內設置有液壓彈簧式減震器，花鍵軸設置在所述的減震筒一、減震筒二和減震筒三內，花鍵軸的外端設置有花鍵。本發明通過設置空氣機械式減震器和液壓彈簧式減震器相結合的形式，并輔助以采用連接銷連接的彈性減震筒和彈性減震桿，實現了多級減震的效果，可以很好的滿足深井甚至超深井的鉆探要求，有效的提高了鉆柱的使用壽命，降低鉆柱的振動，此外，本發明還設置了減震彈簧，進一步提高了其減震效果。

技術領域

本發明涉及一種鉆柱多級減震裝置，屬于鉆井設備技術領域。

背景技術

鉆柱是鉆頭以上、水龍頭以下的鋼管柱的總稱。鉆柱主要包含方鉆桿，鉆桿，鉆鋌等鉆井用具。在實際深井的鉆井過程當中，井下環境非常惡劣，導致鉆柱的受力情況十分復雜，鉆柱總是承受著壓力、拉力、彎曲、扭力等載荷。在這些載荷的作用下，鉆柱在向下鉆進的過程中經常會伴隨著不穩定的振動狀態。鉆柱振動形式主要有以下三種：縱向振動、橫向振動、扭轉振動。而對直井而言，鉆柱疲勞破壞主要是由鉆柱縱向振動引起的。鉆柱縱向振動是沿軸線方向進行的。它的振動形態就像是在彈簧下端懸掛著重物在上下振動。鉆柱的縱向振動是直井鉆井中鉆柱振動最嚴重的一種振動形式。

鉆柱的縱向振動會使加在鉆頭上的鉆壓不均勻，鉆頭因為鉆柱的劇烈振動而跳離井底，沖擊力就會使鉆頭加速磨損，這樣鉆頭的使用壽命將變短，也導致了鉆頭的總進尺和機械鉆速大幅度下降。當鉆柱振動過于激烈時，會引起鉆機和井架的劇烈振動，因而對地面設備也有一定的破化性。鉆柱劇烈振動的同時也會導致鉆柱與鉆柱之間的連接接頭發生破損，通常是鉆鋌斷裂與鉆桿斷裂。鉆頭所產生的縱向振動頻率與鉆柱自身縱向振動頻率接近時，鉆柱將會發生縱向共振。當鉆柱縱向劇烈共振時，鉆柱所受的力會非常大，鉆柱的振動振幅也會很大，這就導致了鉆柱的斷裂或粘扣現象的發生。

所以為了降低鉆井成本，提高鉆井效率以及發展鉆井技術，需要設計鉆柱減震裝置，目前的鉆柱減震裝置一般采用一級減震結構，比如采用單一的液壓彈簧式減震器、空氣機械式減震器和全液壓式減震器，這些減震器在一定程度上降低了鉆柱的沖擊載荷，但是，在4500-6000m范圍內的深井以及6000-9000m超深井鉆探中，這種單一的減震器已經難以滿足減震需要，鉆柱仍然容易出現斷裂或粘扣現象，因此，需設計一種新型的多級減震裝置，以便滿足深井鉆探的需要。

發明內容

本發明針對現有的技術問題，提供一種鉆柱多級減震裝置，目的是滿足深井鉆探的需要，擬解決現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鉆柱多級減震裝置，其包括鉆柱連接桿、減震筒一、空氣機械式減震器、彈性減震筒、減震筒二、花鍵軸、液壓彈簧式減震器、減震筒三和花鍵，其特征在于，所述的鉆柱連接桿與所述的減震筒一固定連接，所述的減震筒一與所述的減震筒二之間設置有所述的空氣機械式減震器，所述的減震筒二內設置有所述的彈性減震筒，所述的減震筒二與所述的減震筒三連接，且所述的減震筒三內設置有液壓彈簧式減震器，所述的花鍵軸設置在所述的減震筒一、減震筒二和減震筒三內，所述的花鍵軸的外端設置有花鍵。

進一步，作為優選，所述減震筒一遠離所述的鉆柱連接桿的一端為階梯孔，且減震筒一內定位設置有連接塊，所述的花鍵軸的遠離花鍵端設置有定位凸起，所述的定位凸起與所述的連接塊之間設置有空氣機械式減震器，所述的減震筒二套設在所述的減震筒一內，且減震筒一與減震筒二之間可伸縮設置，所述的花鍵軸上位于減震筒二內的位置還固定設置有螺母，所述的螺母靠近花鍵的端設置有彈性減震筒，所述的彈性減震筒套設在彈性減震桿上，所述的彈性減震桿套設在連接筒上，且所述的連接筒套設在所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸的徑向上設置有銷孔，所述的銷孔內設置有連接銷，所述的連接銷穿設在所述的連接筒與花鍵軸上，以便將連接筒固定于所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸上位于減震筒三內的位置設置有凸起，所述的凸起上定位設置有液壓彈簧式減震器，減震筒二與減震筒三之間可伸縮設置。