一種全機械雙向鑽柱減震器的製造方法
2023-10-08 01:13:49 1
一種全機械雙向鑽柱減震器的製造方法
【專利摘要】一種全機械雙向鑽柱減震器，屬於石油及天然氣鑽井【技術領域】。扭矩傳遞與震動轉化機構由內梯形螺紋、外梯形螺紋組成的螺旋副構成，扭矩傳遞與震動轉化機構與密封機構之間通過螺紋連接，密封機構中依次有旋轉密封及刮泥密封構成密閉腔；減震機構由減震筒體、減震軸、環形彈簧組成，減震筒體與減震軸之間連接環形彈簧；減震機構一端通過螺紋與扭矩傳遞與震動轉化機構連接，減震機構另一端與接頭連接。本實用新型結構緊湊；不僅能夠吸收石油鑽井過程中的縱向震動，而且能夠吸收旋轉破巖時的周向扭轉震動；機械式減震元件，減震效果好，適用範圍廣，適用於各種巖性、硬度的地層、且不受井底溫度等工作環境因素的影響。
【專利說明】
一種全機械雙向鑽柱減震器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種全機械雙向鑽柱減震器，屬於石油及天然氣鑽井【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在鑽井作業中，由於地質構造複雜，地層巖性、硬度各異，在硬巖層鑽進時常常會產生對鑽頭的衝擊負荷、鑽柱的震動負荷以及鑽頭旋轉破巖時的扭轉衝擊。震動形式包括:縱向震動及周向扭轉振動。使用鑽柱減震器可以有效抑制上述衝擊震動負荷，保護鑽頭和鑽具，延長其使用壽命，降低鑽井綜合成本，提高鑽井工作效率和改善井眼軌跡精度。
[0003]傳統的鑽柱減震器是單向減震器，即只能吸收一種震動；僅有的一種雙向鑽柱減震器是液壓式減震器，其減震元件是可壓縮的矽油。這種液壓鑽柱減震器存在如下問題:
1.由於以矽油為液體彈簧，而矽油對溫度比較敏感，導致其適用範圍受到限制，例如在深井使用時其工作性能就勢必受到影響。2.液體彈簧對密封性能要求嚴格，使用中隨著密封機構的磨損和矽油的漏損，會導致減震性能急劇下降。3.由於彈簧機構的減震作用主要取決於彈簧的變形能，而液體彈簧的變形能難以控制，因而影響了減震器的工作特性。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種全機械雙向鑽柱減震器。
[0005]一種全機械雙向鑽柱減震器，扭矩傳遞與震動轉化機構由內梯形螺紋、外梯形螺紋組成的螺旋副構成，扭矩傳遞與震動轉化機構與密封機構之間通過螺紋連接，密封機構中依次有旋轉密封及刮泥密封構成密閉腔；減震機構由減震筒體、減震軸、環形彈簧組成，減震筒體與減震軸之間連接環形彈簧；減震機構一端通過螺紋與扭矩傳遞與震動轉化機構連接，減震機構另一端與接頭連接。
[0006]減震機構的機械減震元件是:螺旋彈簧、碟形彈簧、環形彈簧或者金屬彈簧。
[0007]一種全機械雙向鑽柱減震工藝方法，含有以下步驟；
[0008]扭矩傳遞機構與上部鑽柱相連，接頭與下部鑽柱或鑽頭相連；鑽柱的扭矩通過扭矩傳遞與震動轉化機構的螺旋副傳遞到接頭，然後傳遞到鑽頭，驅動鑽頭旋轉；鑽柱的鑽壓通過扭矩傳遞與震動轉化機構、減震機構傳遞到接頭和鑽頭，實現破巖進尺；在將鑽柱的工作扭矩和工作鑽壓傳遞到鑽頭的同時，鑽井過程中鑽頭破巖所產生的縱向震動直接被減震機構的減震元件吸收或減緩，同時，周向扭轉產生的震動通過震動轉化機構的螺旋副轉化為縱向震動，然後被減震機構的減震元件吸收，從而消除所有方式的震動對鑽柱及鑽頭的不利影響。
[0009]本實用新型的優點在於:一種機構同時完成扭矩傳遞及震動轉化兩種功能，結構緊湊；不僅能夠吸收石油鑽井過程中的縱向震動，而且能夠吸收旋轉破巖時的周向扭轉震動；機械式減震元件，減震效果好，適用範圍廣，適用於各種巖性、硬度的地層、且不受井底溫度等工作環境因素的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定，如圖其中:
[0011]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的扭矩傳遞與震動轉化機構的結構示意圖。
[0013]圖3為本實用新型的減震機構示意圖。
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
【具體實施方式】
[0015]顯然，本領域技術人員基於本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬於本實用新型的保護範圍。
[0016]實施例1:如圖1、圖2、圖3所示,一種全機械雙向鑽柱減震器，由扭矩傳遞與震動轉化機構1、密封機構2、減震機構3以及接頭4等零部件組成。
[0017]扭矩傳遞與震動轉化機構I由內梯形螺紋5、外梯形螺紋6組成的螺旋副構成，扭矩傳遞與震動轉化機構I與密封機構2之間以螺紋的方式連接，密封機構2中依次有旋轉密封及刮泥密封，構成密閉腔，腔內注潤滑油，實現螺旋副的潤滑；減震機構3由減震筒體
7、減震軸8、環形彈簧9組成，減震筒體7與減震軸8之間連接環形彈簧9 ；
[0018]減震機構3以螺紋的方式一端與扭矩傳遞與震動轉化機構I連接，減震機構3另一立而與接頭4連接。
[0019]一種全機械雙向鑽柱減震器，具有較大變形能、且工作可靠，工作特性不受井底溫度等工作環境影響、在縱向、周向兩個方向上均有減震作用的鑽柱減震器。
[0020]使用時，扭矩傳遞與震動轉化機構I與上部鑽柱相連，接頭4與下部鑽柱或鑽頭相連。鑽柱的扭矩通過梯形螺紋組成的螺旋副傳遞到接頭4，然後傳遞到鑽頭，驅動鑽頭旋轉；鑽柱的鑽壓通過扭矩傳遞與震動轉化機構1、減震機構3傳遞到接頭4和鑽頭，實現破巖進尺。在將鑽柱的工作扭矩和工作鑽壓傳遞到鑽頭的同時，鑽井過程中鑽頭破巖所產生的縱向震動直接被減震機構3的環形彈簧吸收或減緩，同時，周向扭轉產生的震動通過震動轉化機構I的梯形螺紋轉化為縱向震動，然後被減震機構3的環形彈簧吸收，從而消除所有震動對鑽柱及鑽頭的不利影響。
[0021]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本實用新型的發明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種全機械雙向鑽柱減震器，其特徵在於扭矩傳遞與震動轉化機構由內梯形螺紋、外梯形螺紋組成的螺旋副構成，扭矩傳遞與震動轉化機構與密封機構之間通過螺紋連接，密封機構中依次有旋轉密封及刮泥密封構成密閉腔；減震機構由減震筒體、減震軸、環形彈簧組成，減震筒體與減震軸之間連接環形彈簧；減震機構一端通過螺紋與扭矩傳遞與震動轉化機構連接，減震機構另一端與接頭連接。
2.根據權利要求1所述的一種全機械雙向鑽柱減震器，其特徵在於減震機構的機械減震元件是:螺旋彈簧、碟形彈簧、環形彈簧或者金屬彈簧。
【文檔編號】E21B17/07GK203948046SQ201320824796
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】黃衍福, 範春英, 劉希茂, 周家齊, 李顯義, 張國田, 高巧娟, 賀濤, 何莎莎, 見立銀 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團鑽井工程技術研究院, 北京石油機械廠