一種隨鉆減振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隨鉆減振器；屬石油鉆井施工作業(yè)的井下管柱減振工具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井作業(yè)工程中，鉆頭在產(chǎn)生破巖效果的同時，會產(chǎn)生縱向和周向振動。這些震動會對整個鉆柱造成沖擊，導(dǎo)致鉆柱中某些部件疲勞損壞，降低其使用壽命，造成安全事故。因此，有必要研發(fā)一種減振器；以有效吸收這些有害的振動能量，儲存或轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，減少疲勞損壞，達到保護鉆具，提高機械鉆速，降低鉆井成本的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、操作靈活簡單、作業(yè)效率高、減震效果好的隨鉆減振器。
[0004]本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的:
一種隨鉆減振器，包括芯軸、花鍵軸、油缸、花鍵外筒、上刮泥環(huán)和下刮泥環(huán)；其特征在于:芯軸的一端螺紋安裝有花鍵軸；花鍵軸上套裝有花鍵外筒，花鍵外筒一側(cè)的芯軸上依次安裝有油缸和油缸蓋；油缸的一端與花鍵外筒螺紋連接，油缸的另一端與油缸蓋螺紋連接，油缸蓋上設(shè)置有上刮泥環(huán)，上刮泥環(huán)一側(cè)的芯軸上螺紋安裝有限位螺母；油缸的內(nèi)表面設(shè)置有凸臺，凸臺上設(shè)置有下刮泥環(huán)；凸臺一側(cè)的芯軸上安裝有平衡閥，平衡閥呈圓筒狀，平衡閥的圓周上軸向均布有上過油通孔，上過油通孔的一端端口設(shè)置有下閥片，上過油通孔內(nèi)側(cè)的平衡閥圓周上軸向均布有下過油通孔，下過油通孔的一端端口設(shè)置有上閥片，平衡閥一端的芯軸上通過固定螺母和下彈簧座安裝有下止回彈簧，下止回彈簧與下閥片接觸連接；平衡閥另一端的芯軸上通過上彈簧座安裝有上止回彈簧，上止回彈簧與上閥片接觸連接；所述的平衡閥兩側(cè)的芯軸上分別設(shè)置有注油孔。
[0005]所述的芯軸為一階梯狀的變徑體，芯軸與花鍵軸之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。
[0006]所述的花鍵軸外表圓周上均布有花鍵，花鍵外筒的內(nèi)表圓周上均布有花鍵槽，花鍵軸和花鍵外筒之間通過花鍵和花鍵槽的配合滑動連接。
[0007]所述的油缸與花鍵外筒和油缸蓋的連接處分別設(shè)置有密封圈。
[0008]所述的凸臺與芯軸之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
該隨鉆減振器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計新穎；通過芯軸上安裝的平衡閥，將油缸與芯軸之間的空腔分割成兩個相互獨立且密封的腔體，并通過平衡閥兩側(cè)芯軸上的注油孔分別向兩個腔體內(nèi)注入硅油以調(diào)節(jié)兩個腔體內(nèi)的壓力平衡；工作過程中，通過兩個腔體內(nèi)硅油量的變化和流動阻力來吸收能量達，以此達到減振的目的，解決了現(xiàn)有鉆頭在產(chǎn)生破巖效果的同時，會產(chǎn)生縱向和周向振動；這些震動會對整個鉆柱造成沖擊，導(dǎo)致鉆柱中的部件疲勞損壞，從而降低其使用壽命，并易造成安全事故的問題。并且該減震器具有減震幅度大、效率高和安裝方便的特點，能有效防止鉆具的疲勞損壞，提高機械鉆速。
[0010]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的平衡閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1、芯軸，2、花鍵軸，3、油缸，4、花鍵外筒，5、上刮泥環(huán)，6、下刮泥環(huán)，7、花鍵，8、花鍵槽，9、油缸蓋，10、限位螺母，11、凸臺，12、平衡閥，13、上空腔，14、下空腔，15、上過油通孔，16、下過油通孔，17、下閥片，18、上閥片，19、固定螺母，20、下彈簧座，21、下止回彈簧，22、上彈簧座，23、上止回彈簧，24、注油孔。
[0012]【具體實施方式】:
該隨鉆減振器包括芯軸1、花鍵軸2、油缸3、花鍵外筒4、上刮泥環(huán)5和下刮泥環(huán)6。芯軸I的一端螺紋安裝有花鍵軸2 ;花鍵軸2上套裝有花鍵外筒4?；ㄦI軸2外表圓周上均布有花鍵7，花鍵外筒4的內(nèi)表圓周上均布有花鍵槽8，花鍵軸2和花鍵外筒4之間通過花鍵7和花鍵槽8的配合滑動連接。
[0013]花鍵外筒4 一側(cè)的芯軸I上依次安裝有油缸3和油缸蓋9 ;油缸3的一端與花鍵外筒4螺紋連接，油缸3的另一端與油缸蓋9螺紋連接，油缸蓋9上設(shè)置有上刮泥環(huán)5。油缸3與花鍵外筒4和油缸蓋9的連接處分別設(shè)置有密封圈。
[0014]上刮泥環(huán)5 —側(cè)的芯軸I上螺紋安裝有限位螺母10 ;油缸3的內(nèi)表面設(shè)置有凸臺11，凸臺11與芯軸I滑動連接；凸臺11上設(shè)置有下刮泥環(huán)6 ;凸臺11與芯軸I之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。凸臺11 一側(cè)的芯軸I上安裝有平衡閥12，由此將油缸3與芯軸I之間的空間分割成兩個相互獨立且密封的上空腔13和下空腔14。
[0015]平衡閥12呈圓筒狀，平衡閥12的圓周上軸向均布有上過油通孔15，上過油通孔15位于下空腔14內(nèi)的一端端口上設(shè)置有下閥片17。
[0016]上過油通孔15內(nèi)側(cè)的平衡閥12圓周上軸向均布有下過油通孔16，下過油通孔16位于上空腔13內(nèi)的一端端口上設(shè)置有上閥片18。
[0017]平衡閥12 —端的芯軸I上通過固定螺母19和下彈簧座20安裝有下止回彈簧21，下止回彈簧21與下閥片17接觸連接；平衡閥12另一端的芯軸I上通過上彈簧座22安裝有上止回彈簧23，上止回彈簧23與上閥片18接觸連接。
[0018]平衡閥12兩側(cè)的芯軸I上分別設(shè)置有注油孔24 ;注油孔24分別與上空腔13和下空腔14連通，用于硅油的注入。
[0019]該隨鉆減振器的芯軸I為一階梯狀的變徑體，芯軸I與花鍵軸2之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。該隨鉆減振器工作時通過芯軸I與管柱螺紋連接，通過花鍵外筒4與鉆頭螺紋連接。在鉆井過程中鉆頭發(fā)生振動，且當(dāng)鉆頭在振動過程中向上位移時，油缸3和花鍵外筒4構(gòu)成的減振器外殼向上移動，此時，油缸3內(nèi)下空腔14的腔體體積逐步減小，上空腔13的腔體體積逐步增大；腔內(nèi)壓力發(fā)生改變，上下空腔內(nèi)的硅油發(fā)生彈性形變。
[0020]當(dāng)壓力達到一定程度時，即下空腔14內(nèi)的硅油壓力大于上止回彈簧23的彈力時，平衡閥12的上閥片18被彈開，硅油通過平衡閥12的下過油通孔16流入上空腔13內(nèi)。由于硅油粘度大，通過下過油通孔16時阻力大，外加上閥片18的阻礙作用使硅油流動阻力加大；由此通過硅油的彈性形變和流過下過油通孔16時的阻力，從而吸收鉆頭的振動能量并阻止鉆頭向上移動。
[0021]當(dāng)鉆頭向下位移時，由油缸3和花鍵外筒4構(gòu)成的減振器外殼隨之向下移動，此時，上空腔13的腔體體積逐步減小，下空腔14的腔體體積逐步增大，上空腔13腔內(nèi)的硅油也發(fā)生彈性形變。當(dāng)壓力達到一定程度時，即上空腔13內(nèi)的硅油壓力大于下止回彈簧21的彈力時，平衡閥12的下閥片17被彈開，硅油通過平衡閥12上的上過油通孔15從上空腔13內(nèi)流入下空腔14內(nèi)，這一過程同樣可以吸收能量阻止鉆頭向下移動。如此反復(fù)，使該減震器利用硅油的彈性形變和流動阻力來吸收振動能量，從而實現(xiàn)減振的目的；進而解決了現(xiàn)有鉆頭在產(chǎn)生破巖效果的同時，會產(chǎn)生縱向和周向振動；這些震動會對整個鉆柱造成沖擊，導(dǎo)致鉆柱中的部件疲勞損壞，從而降低其使用壽命，并易造成安全事故的問題。該減震器具有減震幅度大、效率高和安裝方便的特點，能有效防止鉆具的疲勞損壞，提高機械的鉆速。
[0022]本發(fā)明所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項】
1.一種隨鉆減振器，包括芯軸(I)、花鍵軸(2)、油缸(3)、花鍵外筒(4)、上刮泥環(huán)(5)和下刮泥環(huán)(6);其特征在于:芯軸(I)的一端螺紋安裝有花鍵軸(2);花鍵軸(2)上套裝有花鍵外筒(4)，花鍵外筒(4) 一側(cè)的芯軸(I)上依次安裝有油缸(3)和油缸蓋(9);油缸(3)的一端與花鍵外筒(4)螺紋連接，油缸(3 )的另一端與油缸蓋(9 )螺紋連接，油缸蓋(9 )上設(shè)置有上刮泥環(huán)(5)，上刮泥環(huán)(5)—側(cè)的芯軸(I)上螺紋安裝有限位螺母(10);油缸(3)的內(nèi)表面設(shè)置有凸臺(11)，凸臺(11)上設(shè)置有下刮泥環(huán)(6);凸臺(11) 一側(cè)的芯軸(I)上安裝有平衡閥(12)，平衡閥(12)呈圓筒狀，平衡閥(12)的圓周上軸向均布有上過油通孔(15)，上過油通孔(15)，的一端端口設(shè)置有下閥片(17)，上過油通孔(15)內(nèi)側(cè)的平衡閥(12)圓周上軸向均布有下過油通孔(16)，下過油通孔(16)的一端端口設(shè)置有上閥片(18)，平衡閥(12)一端的芯軸(I)上通過固定螺母(19)和下彈簧座(20)安裝有下止回彈簧(21)，下止回彈簧(21)與下閥片(17)接觸連接；平衡閥(12)另一端的芯軸(I)上通過上彈簧座(22)安裝有上止回彈簧(23)，上止回彈簧(23)與上閥片(18)接觸連接；所述的平衡閥(12)兩側(cè)的芯軸(I)上分別設(shè)置有注油孔(24)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆減振器，其特征在于:所述的芯軸(I)為一階梯狀的變徑體，芯軸(I)與花鍵軸(2)之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆減振器，其特征在于:所述的花鍵軸(2)外表圓周上均布有花鍵(7)，花鍵外筒(4)的內(nèi)表圓周上均布有花鍵槽(8)，花鍵軸(2)和花鍵外筒(4)之間通過花鍵(7)和花鍵槽(8)的配合滑動連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆減振器，其特征在于:所述的油缸(3)與花鍵外筒(4)和油缸蓋(9)的連接處分別設(shè)置有密封圈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆減振器，其特征在于:所述的凸臺(11)與芯軸(I)之間設(shè)置有環(huán)形密封圈。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隨鉆減振器；屬石油鉆井施工作業(yè)的井下管柱減振工具技術(shù)領(lǐng)域。該減振器包括芯軸、花鍵軸、油缸、花鍵外筒、上刮泥環(huán)和下刮泥環(huán)；芯軸的一端螺紋安裝有花鍵軸；花鍵軸上套裝有花鍵外筒，花鍵外筒一側(cè)的芯軸上依次安裝有油缸和油缸蓋；油缸蓋上設(shè)有上刮泥環(huán)，油缸的內(nèi)表面設(shè)有凸臺；凸臺一側(cè)的芯軸上安裝有平衡閥。該減振器通過芯軸上的注油孔分別向兩個腔體內(nèi)注入硅油以調(diào)節(jié)兩個腔體內(nèi)的壓力平衡；以此達到減振的目的，解決了現(xiàn)有鉆頭在產(chǎn)生破巖效果的同時，會產(chǎn)生縱向和周向振動;導(dǎo)致鉆柱中的部件疲勞損壞，從而降低其使用壽命，并易造成安全事故的問題。該減震器能有效防止鉆具的疲勞損壞，提高機械鉆速。
【IPC分類】E21B17/07
【公開號】CN104975815
【申請?zhí)枴緾N201510349101
【發(fā)明人】夏成宇, 王杰, 馮定, 呂加華, 孫巧雷, 劉少胡, 錢利勤
【申請人】長江大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月24日