專利名稱：一種適用于氣體鉆井的橫向減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是鉆井工程所用的一種適用于氣體鉆井的橫向減震器。
背景技術(shù)：
由于氣體鉆井的循環(huán)介質(zhì)為氣體，氣體本身阻尼小，且當(dāng)壓力變化時(shí) 氣體體積變化大，引起氣體鉆井過程中鉆柱振動(dòng)加劇，隨著氣體鉆井技術(shù) 的進(jìn)一步發(fā)展，鉆具疲勞斷裂事故迅速增加。鉆柱振動(dòng)主要包括縱向振動(dòng)、 橫向振動(dòng)及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，而這三種形式的振動(dòng)往往不是獨(dú)立存在的，常常以 耦合振動(dòng)形式，為減少氣體鉆井時(shí)鉆具疲勞斷裂事故，當(dāng)前主要采用的方 法采用新鉆具，但隨著氣體鉆井?dāng)?shù)量的增加，若完全采用新鉆具，鉆井成 本迅速增加，因此研制適合氣體鉆井的鉆柱減震器極其必要。
目前也開發(fā)了多種減小縱向振動(dòng)的減震器，但橫向減震器仍然較少， 且難以應(yīng)用到氣體鉆井。例如現(xiàn)有技術(shù)中此類似的橫向減震器有以下專 利文獻(xiàn)予以批露。中國專利ZL92243440. 9 (1993年12月15日授權(quán))描述 了一種油氣井測(cè)試作業(yè)中保護(hù)壓力計(jì)及其時(shí)種等儀器的工具，它主要由上 下接頭通過心軸聯(lián)結(jié)在一起，彈性體通過浮滑套安裝在心軸上，彈性體由 螺旋彈簧、摩擦塊及外筒構(gòu)成，螺旋彈簧兩端分別安裝在滑套凹槽內(nèi)及摩 擦塊凹槽內(nèi)，摩擦塊下端裝入外筒的下端內(nèi)，上端裝入活動(dòng)擋圏內(nèi)，通過 螺釘將活動(dòng)擋圈與外筒上端、滑套聯(lián)結(jié)在一起。該裝置與縱向減震器配合 使用，可以防止由于射孔彈爆炸對(duì)儀器產(chǎn)生的損壞。該項(xiàng)技術(shù)雖不能直接 應(yīng)用于鉆柱減小橫向振動(dòng)，但為我們提供了一種設(shè)計(jì)思路，即讓徑向產(chǎn)生 一個(gè)可以自動(dòng)伸縮的彈性扶正裝置，即可實(shí)現(xiàn)橫向減震。
設(shè)計(jì)氣體鉆井橫向減震器存在的主要問題是氣體鉆井易出現(xiàn)井壁坍 塌，減震機(jī)構(gòu)應(yīng)具備自動(dòng)收回功能，以減小卡鉆風(fēng)險(xiǎn)；氣體鉆井井徑擴(kuò)大率較大，減震機(jī)構(gòu)應(yīng)具備自適應(yīng)井徑功能。本發(fā)明將解決以上兩個(gè)問題， 提供一種適用于氣體鉆井的橫向減震器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決氣體鉆井鉆柱橫向振動(dòng)，本發(fā)明提供了 一種適用于氣體鉆井的 橫向減震器，由本體及減震機(jī)構(gòu)兩部分組成，其特征是多個(gè)減震機(jī)構(gòu)呈 螺旋狀分布于本體上，其中減震機(jī)構(gòu)由緊固螺釘、緊固環(huán)、輪轂、滾軸、 底座、橡膠氣囊?guī)撞糠纸M成。
本發(fā)明的目的在于提供一種操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好且適用于 氣體鉆井的橫向減震器，若與縱向減震器相配合使用可以大大減少氣體鉆 井鉆具疲勞斷裂事故。本發(fā)明利用氣體鉆井過程中，鉆柱內(nèi)外壓差使橡膠 氣囊變形，并推動(dòng)減震機(jī)構(gòu)，以氣柱為彈性元件實(shí)現(xiàn)吸震、減震。
本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案
本體為一管狀結(jié)構(gòu)，上、下端部有螺紋與其它鉆具相聯(lián)，本體上螺旋 分布了多個(gè)方形開口安裝減震機(jī)構(gòu)，開口內(nèi)部有一臺(tái)階圓弧面限定減震機(jī) 構(gòu)伸出位移，整個(gè)本體內(nèi)部有臺(tái)階圓弧面安裝橡膠氣囊，且本體上分布多 個(gè)螺釘孔安裝緊固螺釘。緊固環(huán)為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上分布多個(gè)螺紋孔，緊 固螺釘與之相匹配，中間的緊固環(huán)主要是防止減震機(jī)構(gòu)掉入本體內(nèi)部，而 兩端的緊固環(huán)不僅起防掉功能，而且起密封作用，防止氣體從端部直接通 過本體開口進(jìn)入環(huán)空，因此中間緊固環(huán)的螺釘孔可以少開，而端緊固環(huán)的 螺釘孔應(yīng)加密，且在安裝時(shí)螺釘上應(yīng)加密封膠。輪轂、滾軸、底座組成減 震伸縮機(jī)構(gòu)，輪轂套于滾軸上，且輪轂兩端為圓球形，滾軸套于底座支架 上的兩圓孔中，底座兩側(cè)均為圓弧面，內(nèi)側(cè)與橡膠氣囊相配，外側(cè)與輪轂 面相配且留有一定間隙。橡膠氣囊為管狀結(jié)構(gòu)，材料為彈性、韌性較好的 橡膠材料，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮的主要元件，且其上與本體螺釘孔相應(yīng)位置分布有多個(gè)螺釘孔。
本橫向減震器如下優(yōu)點(diǎn)
1、 利用氣體鉆井時(shí)鉆柱內(nèi)、外內(nèi)外壓差可實(shí)現(xiàn)減振裝置自動(dòng)伸縮；
2、 利用氣體作為彈性元件，且有非常有效的吸震、減震作用。
3、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，穩(wěn)定性好，使用過程中性能發(fā)揮穩(wěn)定。


圖l本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)示意圖

1.本體 2.減震機(jī)械
圖2減震機(jī)構(gòu)局部詳圖
1.本體 3.緊固螺釘4.緊固環(huán) 5.輪轂 6.滾軸 7.底座 8.橡膠氣囊 圖3減震機(jī)構(gòu)收回狀態(tài) 圖4減震機(jī)構(gòu)伸出狀態(tài)
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖3及圖4對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。適用于氣體 鉆井的橫向減震器主要是利用氣體鉆井過程中，鉆柱內(nèi)、外氣壓差實(shí)現(xiàn)減 震機(jī)構(gòu)伸縮，而且以氣體作為彈性元件，實(shí)現(xiàn)極好的吸震、減震作用。
在使用前，首先按照?qǐng)Dl裝配，圖2為其局部詳細(xì)結(jié)構(gòu)，為保證橡膠 氣囊8的密封性，在裝配時(shí)應(yīng)在橡膠氣囊8外則涂上密封脂，在安裝緊固 螺釘3時(shí)應(yīng)在其上涂上密封膠。將該工具安裝于鉆具給合中，其安裝位置 基本原則是鉆柱振動(dòng)極為劇烈位置，且與縱向減震器配合使用。
在起、下鉆的過程中，由于鉆柱內(nèi)氣壓小，減震器的與井壁發(fā)生撞時(shí)， 減震機(jī)構(gòu)2自動(dòng)收回到本體1內(nèi)，如圖3所示。而緊固環(huán)4的作用可起到防止減震機(jī)構(gòu)落入鉆具內(nèi)部。在氣體鉆井過程中，由于井壁極易發(fā)生坍塌，
減震機(jī)構(gòu)2自動(dòng)收回特性可以減少卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。
在鉆進(jìn)過時(shí)，鉆柱內(nèi)的氣壓大于環(huán)空中氣壓，在壓差的作用下，橡膠 氣囊8變形，并推動(dòng)減震機(jī)構(gòu)2上的輪轂5、滾軸6、底座7徑向伸出，且 底座7底部的臺(tái)肩與本體1開口處的臺(tái)肩可以限制減震機(jī)構(gòu)2的伸出量。 當(dāng)鉆柱發(fā)生橫向振動(dòng)時(shí)，減震機(jī)構(gòu)2與井壁發(fā)生碰撞，在內(nèi)外氣壓的作用 下，減震機(jī)構(gòu)2將部分沖擊力傳遞給氣柱，這樣就利用了氣體作為彈性元 件進(jìn)行吸震、減震。通常情況下，鉆柱是旋轉(zhuǎn)的，因此該減震機(jī)構(gòu)2設(shè)計(jì) 了輪轂5、滾軸6，當(dāng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪轂5可以旋轉(zhuǎn)，大大減小井壁對(duì)減震 機(jī)構(gòu)2的摩損，增加減震器的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，由本體(1)及減震機(jī)構(gòu)(2)兩部分組成，其特征是多個(gè)減震機(jī)構(gòu)(2)呈現(xiàn)螺旋轉(zhuǎn)分布于本體(1)上，其中減震機(jī)構(gòu)由緊固螺釘(3)、緊固環(huán)(4)、輪轂(5)、滾軸(6)、底座(7)、橡膠氣囊(8)組成。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，其特征 是本體(1)為一管狀結(jié)構(gòu)，上、下端部有螺紋與其它鉆具相聯(lián)，本體(1) 上螺旋分布了多個(gè)方形開口安裝減震機(jī)構(gòu)(2)，開口內(nèi)部有一臺(tái)階圓弧面 限定減震機(jī)構(gòu)(2)伸出位移，整個(gè)本體(1)內(nèi)部有臺(tái)階圓弧面安裝橡膠氣 囊(8)，且本體(1)上分布多個(gè)螺釘孔安裝緊固螺釘(3)。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，其特征 是緊固環(huán)(4)為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其上分布多個(gè)螺紋孔，緊固螺釘(3)與之相 匹配。
4、按照權(quán)利要求l所述的一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，其特征 是輪轂(5)、滾軸(6)、底座(7)組成減震伸縮機(jī)構(gòu)，輪轂(5)套于滾 軸(6)上，且輪轂(5)兩端為圓球形，滾軸(6)套于底座(7)支架上的 兩圓孔中，底座(7)兩側(cè)均為圓弧面，內(nèi)側(cè)與橡膠氣囊(8)相配，外側(cè)與 輪轂(5)面相配且留有一定間隙。
5、按照權(quán)利要求1所述的一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，其特征 是橡膠氣囊(8)為管狀結(jié)構(gòu)，且其上與本體(1)螺釘孔相應(yīng)位置分布有螺 釘孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于氣體鉆井的橫向減震器，由本體及減震機(jī)構(gòu)兩部分組成，其特征是多個(gè)減震機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)螺旋轉(zhuǎn)分布于本體上，其中減震機(jī)構(gòu)由緊固螺釘、緊固環(huán)、輪轂、滾軸、底座、橡膠氣囊?guī)撞糠纸M成。本發(fā)明利用氣體鉆井時(shí)鉆柱內(nèi)、外內(nèi)外壓差可實(shí)現(xiàn)減振裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮；利用氣體作為彈性元件，且有非常有效的吸震、減震作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，穩(wěn)定性好，使用過程中性能發(fā)揮穩(wěn)定。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了減震機(jī)構(gòu)應(yīng)具備自動(dòng)收回功能，以減小卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，且根據(jù)氣體鉆井井徑擴(kuò)大率較大，實(shí)現(xiàn)了減震機(jī)構(gòu)應(yīng)具備自適應(yīng)井徑功能。
文檔編號(hào)E21B17/02GK101644144SQ20081013883
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者波 唐, 趙金海, 韓來聚 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院