[實用新型]一種復合型雙向鉆柱減震器

有效

• 申請號: 201822139089.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209568981U
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 劉長柱;楊金生;殷召海;徐紅國;王棟;陳立震;尹曉明
• 申請（專利權）人: 劉長柱
• 主分類號: E21B17/07
• 分類號: E21B17/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種復合型雙向鉆柱減震器，可實現對鉆柱縱向、橫向和扭轉震動的吸收。采用齒式震動轉化結構可將鉆柱的橫向和扭轉震動轉化傳遞為鉆柱的縱向震動。在彈簧筒體內部設置環形彈簧和液壓腔，兩者組合形成復合型減震結構。其中，液壓腔內裝有二氧化碳氣體和原油的氣液混合物，鉆柱受到震動時，液壓腔空間變小壓力升高，二氧化碳氣體溶于原油從而吸收鉆柱震動。另一方面，環形彈簧受到壓縮在一定程度上也可吸收鉆柱震動。與現有的鉆柱減震器相比，本實用新型可有效避免環形彈簧疲勞失效后減震器隨之失效的情況，具有受井下條件影響小、工作頻率寬、吸震效果強、吸震范圍廣的特點。

技術領域

本實用新型屬于鉆井工程的技術領域，特別是涉及一種復合型雙向鉆柱減震器。

背景技術

石油工業飛速發展，鉆采工藝和設備的技術革新更是日新月異。隨著科技工作的縱深發展，實踐中長期制約鉆采技術發展的問題顯得特別突出。鉆井過程中，由于鉆頭破巖特點使井下鉆柱產生縱向、扭轉和橫向的沖擊振動，尤其在鉆進硬地層或軟硬夾層時更為劇烈。因此，研究含蠟原油的蠟沉積特性對清蠟周期的確定顯得尤為重要。鉆柱振動給鉆井作業帶來極大危害，主要表現在：不能均勻地施加鉆壓和扭矩，使鉆頭早期破壞，影響鉆頭壽命和鉆速；加劇鉆柱疲勞破壞，以鉆柱組件連接部位最為嚴重，常發生刺扣，粘扣，斷裂事故；破壞地面設備。因此，需要采取鉆柱減震措施消除振動的危害，而應用鉆具減震器是最有效的方法之一。應用減震器不僅可以調離底部鉆柱固有頻率和鉆頭的激震頻率，還能吸收或減緩鉆柱的振動沖擊載荷，從而提高鉆速，降低鉆井成本，提高鉆井效率。

為降低鉆柱震動所帶來的危害，黃衍福提出了一種全機械雙向鉆柱減震器(黃衍福,范春英,劉希茂,等.一種全機械雙向鉆柱減震器:中國,CN201320824796[P].2014-11-19.)。利用環形彈簧吸收鉆柱的縱向震動。其存在主要問題是，當震動強度較大時，環形彈簧易產生疲勞失效，無法恢復原始狀態。同時，環形彈簧受可移動行程的限制，吸震效果有限。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種復合型雙向鉆柱減震器。

本實用新型可實現對鉆柱縱向、橫向和扭轉震動的吸收。采用齒式震動轉化結構可將鉆柱的橫向和扭轉震動轉化傳遞為鉆柱的縱向震動。在彈簧筒體內部設置環形彈簧和液壓腔，兩者組合形成復合型減震結構。其中，液壓腔內裝有二氧化碳氣體和原油的氣液混合物，鉆柱受到震動時，液壓腔空間變小壓力升高，二氧化碳氣體溶于原油從而吸收鉆柱震動。另一方面，環形彈簧受到壓縮在一定程度上也可吸收鉆柱震動。復合型雙向鉆柱減震器同時具備環形彈簧和液壓腔減震的優點，可有效避免環形彈簧疲勞失效后減震器隨之失效的情況，具有受井下條件影響小、工作頻率寬、吸震效果強、吸震范圍廣的特點。

本實用新型具體的技術方案如下：

一種復合型雙向鉆柱減震器，包括震動轉化結構、復合型減震結構和連接結構三個部分；所述震動轉化結構包括震動轉化器；所述復合型減震結構包括液壓腔、活塞圈、環形彈簧和彈簧筒體；所述連接結構包括上接頭和下接頭；所述震動轉化器內壁為齒式結構，可將鉆柱的橫向震動和扭轉產生的周向震動轉化為縱向震動；所述上接頭下端、彈簧筒體、活塞圈和震動轉化器上端所形成的密閉空間為液壓腔；所述液壓腔內裝有二氧化碳和原油的氣液混合物，可吸收或減緩鉆柱縱向震動。

所述活塞圈下部與環形彈簧上部相連，可在垂直方向上自由移動。

所述環形彈簧下部與震動轉化器相連，可吸收或減緩鉆柱縱向震動。

所述上接頭與鉆柱的下端相連。

所述下接頭與鉆柱的上端相連。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)采用齒式震動轉化結構可同時減緩吸收鉆柱的橫向、縱向和扭轉周向震動。