Результат интеллектуальной деятельности: Устройство демпфера забойного

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности.

Демпфер забойный предназначен для снижения вибрационных и ударных нагрузок, возникающих при работе долота на забое скважины. Демпфер применяется в компоновке низа бурильной колонны и устанавливается непосредственно над забойным двигателем или бурильным долотом.

Известен наддолотный амортизатор (забойный демпфер), включающий корпус, сердечник, размещенные в корпусе пакеты тарельчатых пружин, стопоры, приспособление для предварительной деформации тарельчатых пружин, включающее нажимной узел, содержащий трубку, регулировочную втулку, средство для передачи крутящего момента на рабочий инструмент в виде шлицевого соединения, причем сердечник, соединенный посредством резьбы с трубкой и размещенный на трубке поршень, выполнены с возможностью образования маслонаполненной камеры совместно с корпусом (RU 97162 U1, 27.08.2010).

Известен наддолотный амортизатор (забойный демпфер), включающий наружную трубу, выполненную с возможностью ее соединения с буровой штангой, и телескопически связанную с ней внутреннюю трубу, выполненную с возможностью соединения с рабочим инструментом, размещенные в трубах пакеты тарельчатых пружин, центрирующую трубу, опорную пяту, а также приспособление для предварительной деформации тарельчатых пружин, состоящее из опорной втулки, соединенной с наружной трубой посредством резьбы, и шпонок для передачи крутящего момента на рабочий инструмент и ограничения предельного рабочего положения внутренней трубы, занимаемого ею после предварительной деформации тарельчатых пружин (RU 2169824 С1, 27.06.2001).

Известен амортизатор для поглощения энергии, создаваемой скважинным устройством, включающий трубчатый корпус, сердечник, телескопически расположенный внутри трубчатого корпуса, узел из двух пружин разной жесткости, расположенных между трубчатым корпусом и сердечником, клапан, обеспечивающий двухсторонний поток жидкости через него (US 6412614 В1, 02.07.2002).

Технической проблемой, не в полной мере решаемой известными устройствами, является недостаточное уменьшение вибрационных и ударных нагрузок, износ элементов устройства демпфера и преждевременный выход их из строя, недостаточная скорость бурения.

Техническими результатами являются: увеличение ресурса работы бурильной колонны и ее элементов, повышение стойкости бурильных долот, увеличение скорости механического бурения до 30%.

В качестве ближайшего аналога может быть принято устройство по RU 97162 U1, 27.08.2010.

Предлагаемое устройство демпфера забойного, также как и устройство - ближайший аналог, включает цилиндрический корпус, размещенную внутри него стойку, упругие элементы в виде тарельчатых пружин.

Отличительными признаками заявленного устройства демпфера забойного являются: наличие в устройстве направляющей, муфты, выполнение корпуса с внутренней ступенчатой поверхностью и соединение его с помощью замковой резьбы с направляющей и муфтой, ступенчатая наружная поверхность стойки, соединенная с направляющей с помощью шлицевого соединения, расположение упругих элементов в виде пакетов тарельчатых пружин в полости, выполненной между корпусом и стойкой, с возможностью заполнения полости маслом, наличие на нижнем конце стойки герметизирующего узла, выполненного с возможностью предотвращения попадания бурового раствора в полость с тарельчатыми пружинами.

Данные отличительные признаки обеспечивают достижение технических результатов: увеличение ресурса работы бурильной колонны и ее элементов, повышение стойкости бурильных долот, увеличение скорости механического бурения до 30%.

Устройство демпфера поясняется фигурой, где показан общий вид устройства.

1 - цилиндрический корпус,

2 - направляющая,

3 - муфта,

4 - стойка,

5 - тарельчатые пружины,

6 - герметизирующий узел.

Демпфер содержит цилиндрический корпус 1, внутренняя поверхность которого выполнена ступенчатой, а сам корпус связан с помощью замковой резьбы с направляющей 2 и муфтой 3.

Внутри корпуса размещена стойка 4, которая также имеет ступенчатую наружную поверхность и соединена с направляющей 2 с помощью шлицевого соединения.

Между корпусом и стойкой в полости, заполненной маслом, расположены упругие элементы в виде пакетов тарельчатых пружин 5.

Нижний конец стойки имеет герметизирующий узел 6, предотвращающий попадание бурового раствора в полость с тарельчатыми пружинами.

Буровой раствор проходит через демпфер по каналу к долоту. Внутри демпфера упругие элементы находятся в герметичной полости, заполненной маслом.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы демпфера осевые колебания от долота передаются от муфты к стойке, вызывая ее осевое перемещение относительно корпуса. Вибрации гасятся пакетом тарельчатых пружин, обеспечивающих оптимальную жесткость демпфера и позволяющих приложить к нему высокую осевую нагрузку.

Шлицевое соединение направляющей и стойки обеспечивает надежную передачу крутящего момента при бурении с вращением бурового инструмента.

Устройство демпфера забойного, разработанного конструкторским бюро УК ООО «ТМС групп», обеспечивает следующие преимущества, обусловленные его конструктивными особенностями:

- продление ресурса эффективной работы буровых долот и элементов компоновки низа бурильной колонны;

- значительное снижение уровня вибрации, передаваемой от бурильной колонны на элементы наземного бурового оборудования;

- устройство особенно эффективно при бурении на кондуктор, когда нагрузка на долото минимальна, а уровень вибрации высок;

- в конструкции демпфера упругие элементы и шлицевое соединение работают в масляной ванне, что предотвращает износ;

- герметизирующий узел представляет собой поршень, который является разделителем сред: масло/буровой раствор (или пластовая жидкость);

- герметизирующий узел дополнительно к упругим элементам воспринимает нагрузки, передающиеся от долота, и их гасит;

- герметизирующий узел уравновешивает давления в затрубном пространстве и внутри демпфера за счет осевого перемещения.

Применение демпфера-амортизатора положительно сказывается на ресурсе работы бурильной колонны и ее элементов, повышении стойкости бурильных долот, также происходит увеличение скорости механического бурения до 30%.