устройство для вибрационного бурения скважин

Формула изобретения

Вибратор, включающий корпус, поршни, установленные с возможностью взаимодействия друг с другом и образования совместно с перегородками и уплотнениями замкнутых гидравлических камер, клапан и шток, имеющий канал, отличающийся тем, что один из поршней установлен над штоком и имеет проходной канал прямоугольного сечения, внутри которого расположен клапан, выполненный в виде установленного на оси маятника, верхний торец которого выполнен в виде лопасти, а нижний - заодно с тарелкой, которая установлена с возможностью периодического перекрытия канала штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для вибрационного бурения скважин.

Известен многоступенчатый гидравлический демпфер [1], включающий корпус, выдвижной шток, ниппель, шпонку, съемные втулки, подвижные поршни, уплотнения, камеру низкого давления.

Недостатком является то, что демпфер не создает вибрационных нагрузок.

Известно также устройство для вибрационного бурения, состоящее из корпуса, клапанной камеры, перекидного клапана, концентратора продольных колебаний, многоступенчатого поршневого гидроусилителя [2].

Недостатком устройства является сложность конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение долговечности устройства, предназначенного для вибрационного бурения скважин.

Указанная цель достигается тем, что вибратор, включающий корпус, поршни, установленные с возможностью взаимодействия друг с другом и образования совместно с перегородками и уплотнениями замкнутых гидравлических камер, клапан и шток, имеющий канал, согласно изобретению один из поршней установлен над штоком и имеет проходной канал прямоугольного сечения, внутри которого расположен клапан, выполненный в виде установленного на оси маятника, верхний торец которого выполнен в виде лопасти, а нижний - заодно с тарелкой, которая установлена с возможностью периодического перекрытия канала штока.

Существенным отличием заявляемого изобретения является то, что установка маятника в канале поршня упрощает конструкцию вибратора: уменьшается длина вибратора, периодическое перекрытие канала штока осуществляется тарелкой, связанной с маятником, раскачивающимся на одной оси. Периодическое повышение давления над штоком создает пульсирующую гидравлическую силу на поршнях и приводят к виброударным нагрузкам на забой.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство для вибрационного бурения, продольный разрез; на фиг.2 - разрез по А-А.

Устройство для вибрационного бурения скважин состоит из корпуса 1, внутри которого в нижней части установлен шток 2 при помощи ниппеля 3 и шпонки 4. Для образования замкнутых гидравлических камер 19 внутри корпуса установлены перегородки 5 и 6, поршни 7 и 8.

Герметизация штока и замкнутых камер осуществляется уплотнениями 9, 10, 11 и 12. Проходной канал поршня 8 имеет прямоугольное сечение, в нем при помощи пальца 15 установлен маятник 16. Верхний торец маятника выполнен в виде лопасти, нижний конец заодно с тарелкой 17. Замкнутые камеры, образованные перегородками и поршнями, соединяются с затрубным пространством отверстиями 13 и 14, шток 2 имеет канал 18. Вибратор устанавливается над долотом.

Вибратор работает следующим образом. При восстановлении циркуляции за счет давления жидкости шток 2 занимает нижнее положение и за счет гидравлических сил маятник 16 начинает совершать колебания вокруг оси 15. При создании нагрузки на долото шток занимает верхнее положение, при этом тарелка 17 при качании маятника 16 начинает периодически закрывать канал 18 штока 2, при этом создается гидравлическая нагрузка на шток с частотой качания маятника, эта нагрузка усиливается за счет наличия поршней 7 и 8. Величина и частота динамической нагрузки, создаваемой штоком, регулируется выбором длины маятника, диаметров каналов поршней и штока, площадей поршней и штока.

Литература

1. Динамические гасители колебаний бурильного инструмента. - М.: ВНИИОЭНГ, 1991, - с.19.

2. Авторское свидетельство СССР №1655289, кл. Е 21 В 7/24, 1988.