復合式壓差鉆柱減震裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種復合式壓差鉆柱減震裝置，主要應用于石油鉆井工程領域。
【背景技術】
[0002]鉆頭鉆遇礫巖層會引起鉆具震動，震動給鉆井作業帶來很大危害，主要表現在:不能均勻地對鉆頭加鉆壓和扭矩，鉆頭因鉆壓的劇烈震蕩、跳鉆而離開井底，無法為鉆具提供良好的工作環境。同時產生的沖擊載荷會造成鉆頭過早損壞，影響鉆頭壽命和鉆速。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種減震效果好，震動衰減快，且減震性能不受溫度的影響，不貯存鉆頭所產生的沖擊能量的復合式壓差鉆柱減震裝置。
[0004]本實用新型所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，包括外筒，外筒頂部設置上接頭，底部設置下接頭，下接頭內通過花鍵連接內筒，下接頭與內筒之間設置空隙，空隙內安裝碟簧，內筒頂部外周設置對開圈，下接頭底部與內筒之間設置密封環，內筒壁上設置斜通孔，斜通孔位于碟簧與密封環之間，外筒內裝有兩個以上縱向布置的空心活塞，空心活塞安裝在活塞座圈內，活塞座圈固定在外筒壁上。
[0005]依靠花鍵，內筒可以在上、下限定位置間作縱向滑動。內筒的下行位置由對開圈限定。當內筒下行與下接頭頂部端面接觸時，限制了內筒的繼續下行。斜通孔可以用來防止泥漿刺壞花鍵。空心活塞可以在活塞座圈內上下滑動。外筒與上接頭、下接頭之間均通過螺紋連接。
[0006]一方面利用鉆柱內外的循環壓差施加鉆壓，實現了鉆頭與鉆柱的柔性連接。以泥漿作為減震元件來吸收鉆進過程中的縱向沖擊震動能量，減震效果好，震動衰減快。且減震性能不受溫度的影響，不貯存鉆頭所產生的沖擊能量，是一種能同時起到保護鉆柱和鉆頭并能控制鉆壓的減震工具。另外該減震器結構簡單，加工容易，便于維修。另一方面利用碟簧作為減震元件，在密封未失效時起到輔助作用，在密封失效內外壓差消失后起到主要的減震作用。因此，減震性能好，使用壽命長。該減震器特別適用于定向井鉆井，能起到減震器和加壓裝置的雙重作用，克服定向井由于井壁摩擦地面指示鉆壓與鉆頭上實際鉆壓不一致的問題，加壓均勻。在震動初期依靠內筒和下接頭利用碟簧傳遞鉆壓，密封未失效時碟簧吸收小部分震動能量，密封失效后碟簧吸收大部分震動能量，延長了減震器的使用壽命。
[0007]所述的空心活塞設置為空心圓柱體，空心圓柱體頂部設置凸臺，凸臺與外筒之間設置密封圈，空心圓柱體安裝在活塞座圈內，活塞座圈與外筒之間設置底部密封圈。凸臺可以利用車氏密封圈與外筒體實現滑動密封。
[0008]所述的對開圈設置為一個對半剖開的圓環，其內圓面上的凸出臺肩嵌在內筒上部的環形槽中，在對開圈的外圓面上開有V形縱向槽。V形縱向槽可以防止泥漿積存在環形空間中，阻礙內筒的軸向運動。
[0009]所述的活塞座圈通過空心螺栓固定在外筒壁上。空心螺栓的通孔使活塞座圈與空心活塞之間的環形空間與外界連通。
[0010]所述的空心活塞底部設置徑向槽。這樣不僅能使鉆井液流入或流出空心活塞腔室，還能讓活塞中心孔中的鉆井液壓力作用于內筒頂部端面和空心活塞體底平面。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]首先，以泥漿作為減震元件來吸收鉆進過程中的縱向沖擊震動能量，減震效果好，震動衰減快。且其減震性能不受溫度的影響，不貯存鉆頭所產生的沖擊能量。其次，以碟簧作為減震元件同鉆井液內外壓差共同發揮作用提升了減震器的減震效果。并且在密封失效后碟簧可以繼續發揮減震作用。減震器結構簡單，加工容易，便于維修。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2是圖1中A-A截面不意圖。
[0015]圖3是圖1中B-B截面不意圖。
[0016]圖4是圖1中A部位的放大結構示意圖。
[0017]圖中:1、上接頭2、外筒3、空心活塞4、活塞座圈5、空心螺栓6、密封圈7、底部密封圈8、對開圈9、下接頭10、碟簧11、密封環12、內筒13、斜通孔14、V形縱向槽15、
徑向槽。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型做進一步描述:
[0019]如圖1?圖4所示，本實用新型所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，包括外筒2，外筒2頂部設置上接頭1，底部設置下接頭9，下接頭9內通過花鍵連接內筒12，下接頭9與內筒12之間設置空隙，空隙內安裝碟簧10，內筒12頂部外周設置對開圈8，下接頭9底部與內筒12之間設置密封環11，內筒12壁上設置斜通孔13，斜通孔13位于碟簧10與密封環11之間，外筒2內裝有兩個以上縱向布置的空心活塞3，空心活塞3安裝在活塞座圈4內，活塞座圈4固定在外筒2壁上。空心活塞3設置為空心圓柱體，空心圓柱體頂部設置凸臺，凸臺與外筒2之間設置密封圈6，空心圓柱體安裝在活塞座圈4內，活塞座圈4與外筒2之間設置底部密封圈7。對開圈8設置為一個對半剖開的圓環，其內圓面上的凸出臺肩嵌在內筒12上部的環形槽中，在對開圈8的外圓面上開有V形縱向槽14。活塞座圈4通過空心螺栓5固定在外筒2壁上。空心活塞3底部設置徑向槽15。空心活塞可以設置2?6個，本實施例以5個為例。
[0020]工作時，鉆壓首先通過內筒12傳遞給碟簧10，碟簧10再將鉆壓傳遞給下接頭9和外筒2。當鉆壓增加到一定程度時，鉆壓克服碟簧10的彈性勢能及內外壓差，作用在內筒12臺階面上，推動內筒12向上移動，直至接觸到最下面一級的空心活塞3。所有空心活塞3具有相同的結構，凸臺部分利用密封圈6與外筒2實現滑動密封。空心圓柱體活塞可在活塞座圈4內上下自由滑動。活塞座圈4是通過空心螺栓5固定在外筒2上。空心螺栓5的通孔使活塞座圈4與空心活塞3之間的環形空間與外界連通。鉆頭震動推動內筒12向上移，首先克服碟簧10彈性勢能做功，繼續向上運動克服減震器內外壓差在空心活塞3上產生的壓力做功，從而消耗了震動能量，達到減震效果。此外，在震動初期依靠內筒12和下接頭9利用碟簧10傳遞鉆壓，密封未失效時碟簧10吸收小部分震動能量，密封失效后碟簧10吸收大部分震動能量，解決了舊式壓差式減震器密封失效，減震效果喪失的問題。
【主權項】
1.一種復合式壓差鉆柱減震裝置，其特征在于:包括外筒(2)，外筒(2)頂部設置上接頭(I)，底部設置下接頭(9)，下接頭(9)內通過花鍵連接內筒(12)，下接頭(9)與內筒(12)之間設置空隙，空隙內安裝碟簧(10)，內筒(12)頂部外周設置對開圈(8)，下接頭(9)底部與內筒(12)之間設置密封環(11)，內筒(12)壁上設置斜通孔(13)，斜通孔(13)位于碟簧(10)與密封環(11)之間，外筒(2)內裝有兩個以上縱向布置的空心活塞(3)，空心活塞(3)安裝在活塞座圈(4)內，活塞座圈(4)固定在外筒(2)壁上。2.根據權利要求1所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，其特征在于:空心活塞(3)設置為空心圓柱體，空心圓柱體頂部設置凸臺，凸臺與外筒(2)之間設置密封圈(6)，空心圓柱體安裝在活塞座圈(4)內，活塞座圈(4)與外筒(2)之間設置底部密封圈(7)。3.根據權利要求1或2所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，其特征在于:對開圈(8)設置為一個對半剖開的圓環，其內圓面上的凸出臺肩嵌在內筒(12)上部的環形槽中，在對開圈⑶的外圓面上開有V形縱向槽(14)。4.根據權利要求1所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，其特征在于:活塞座圈(4)通過空心螺栓(5)固定在外筒(2)壁上。5.根據權利要求1所述的復合式壓差鉆柱減震裝置，其特征在于:空心活塞(3)底部設置徑向槽(15)。
【專利摘要】本實用新型主要應用于石油鉆井工程領域，特別涉及一種復合式壓差鉆柱減震裝置，包括外筒，外筒頂部設置上接頭，底部設置下接頭，下接頭內通過花鍵連接內筒，下接頭與內筒之間設置空隙，空隙內安裝碟簧，內筒頂部外周設置對開圈，下接頭底部與內筒之間設置密封環，內筒壁上設置斜通孔，斜通孔位于碟簧與密封環之間，外筒內裝有兩個以上縱向布置的空心活塞，空心活塞安裝在活塞座圈內，活塞座圈固定在外筒壁上。首先，以泥漿作為減震元件來吸收鉆進過程中的縱向沖擊震動能量，減震效果好，震動衰減快。且其減震性能不受溫度的影響，不貯存鉆頭所產生的沖擊能量。其次，以碟簧作為減震元件同鉆井液內外壓差共同發揮作用提升了減震器的減震效果。
【IPC分類】E21B17/07
【公開號】CN204716146
【申請號】CN201520470551
【發明人】張棟, 李雷, 周鵬, 李照川, 譚雷川, 成梁, 劉浚哲, 高朋, 趙存, 蔣宗凱, 郝云鵬, 周棟棟, 李紅梅
【申請人】張棟
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月3日