本發(fā)明涉及一種減振器；具體涉及一種井下鉆具顆粒阻尼減振器。

背景技術(shù)：

油氣井鉆井施工過程中，鉆具振動(dòng)一直是很突出的一大問題。鉆具振動(dòng)有時(shí)會給施工帶來較大影響和危害，主要表現(xiàn)在：影響鉆速、鉆頭和鉆具過早磨損或損壞、造成BHA（井下鉆具組合）功能失效或故障、干擾井下儀器正常工作甚至對儀器造成損傷等。目前解決井下鉆具振動(dòng)問題的措施主要有兩大類：一是通過調(diào)整施工工藝參數(shù)（如鉆井泥漿性能、鉆速等）降低鉆具振動(dòng)，屬于主動(dòng)減振；二是通過在井下安裝各種減振裝置來降低鉆具振動(dòng)產(chǎn)生的影響，屬于被動(dòng)減振。在鉆井施工中，工藝參數(shù)受到很多條件的制約，有時(shí)很難兼顧到減振問題，而且效果也不明顯。現(xiàn)有的井下減振裝置主要為機(jī)械式（依靠彈性元件）減振和液壓式減振，這類裝置在使用中受井下溫度、壓力等惡劣環(huán)境影響較大，壽命較短、可靠性不高、而且結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜、效果也并不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、安裝位置靈活、使用方便，壽命長，可有效降低油氣井鉆井施工中鉆具振動(dòng)的危害，且減振效果不受井下惡劣條件影響的井下鉆具顆粒阻尼減振器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種井下鉆具顆粒阻尼減振器，包括中心管、上接頭、鎖緊螺母、內(nèi)管和下接頭，其特征在于：中心管的一端螺紋安裝有上接頭，中心管的另一端螺紋安裝有下接頭，中心管內(nèi)設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管的一端延伸至下接頭內(nèi)，內(nèi)管的另一端延伸至上接頭內(nèi)，延伸至上接頭的內(nèi)管端頭通過鎖緊螺母與上接頭螺紋連接；內(nèi)管與中心管之間的腔室內(nèi)填裝有阻尼顆粒。

所述的上接頭與內(nèi)管之間和下接頭與內(nèi)管之間分別設(shè)置有石墨編制填料。

所述的阻尼顆粒為球形顆粒或橢球型顆粒，粒徑范圍為1mm-5mm，阻尼顆粒可以為單一粒徑，也可為多配級粒徑。

所述的阻尼顆粒為吸振性好的金屬材料、非金屬材料或復(fù)合材料。

所述的阻尼顆粒為球墨鑄鐵、高韌性陶瓷、鐵基復(fù)合材料中的一種。

本發(fā)明的有益效果在于：

該井下鉆具顆粒阻尼減振器在井下的安裝位置非常靈活，可以直接和鉆頭相連接；也可以連接在鉆鋌與鉆鋌之間；還可與井下鉆具組合配合使用，串聯(lián)在鉆具組合中；同時(shí)還有一種用途是在井下隨鉆儀器的上下端各連接一個(gè)井下鉆具顆粒阻尼減振器，對隨鉆儀器起到保護(hù)作用，工作過程中，井下鉆柱的振動(dòng)傳遞到所述該阻尼減振器時(shí)，腔體內(nèi)的阻尼顆粒之間以及阻尼顆粒與腔體壁面之間的相互碰撞和摩擦起到消耗能量的作用，達(dá)到減振效果；同時(shí)顆粒還受到離心力和重力的作用，能進(jìn)一步發(fā)揮其碰撞和摩擦耗能的作用；從而大大減少了下部鉆具的振動(dòng)能量傳遞到鉆桿上。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為本發(fā)明的安裝方式1的示意圖；

圖3為本發(fā)明的安裝方式2的示意圖；

圖4 為本發(fā)明的安裝方式3的示意圖。

圖中：1、上接頭，2、鎖緊螺母，3、，4、內(nèi)管，5、中心管，6、阻尼顆粒，7、下接頭。

具體實(shí)施方式

該井下鉆具顆粒阻尼減振器包括中心管5、上接頭1、鎖緊螺母2、內(nèi)管4和下接頭7。中心管5的一端螺紋安裝有上接頭1，中心管5的另一端螺紋安裝有下接頭7，中心管5內(nèi)設(shè)置有內(nèi)管4，內(nèi)管4的一端延伸至下接頭7內(nèi)，內(nèi)管4的另一端延伸至上接頭1內(nèi)，延伸至上接頭1的內(nèi)管4端頭通過鎖緊螺母2與上接頭1螺紋連接；由此在內(nèi)管4與中心管5之間構(gòu)成一個(gè)密閉的腔室，內(nèi)管4與中心管5之間形成的腔室內(nèi)填裝有阻尼顆粒6；阻尼顆粒6在腔室內(nèi)的填充率范圍為70%—90%。腔室內(nèi)阻尼顆粒6的顆粒之間以及顆粒與腔室壁面之間的相互碰撞和摩擦起到消耗能量的作用，達(dá)到減振效果；同時(shí)顆粒還受到離心力和重力的作用，能進(jìn)一步發(fā)揮其碰撞和摩擦耗能的作用。

阻尼顆粒6在腔室內(nèi)的填充率通過稱重法來控制，即通過幾何尺寸計(jì)算出由內(nèi)管4、中心管5、上接頭1以及下接頭7構(gòu)成的有效密閉腔體的體積，然后按填充率計(jì)算需填充體積，該填充體積乘上阻尼顆粒6的密度即為需填充的阻尼顆粒6總質(zhì)量。

阻尼顆粒6為球形顆粒或橢球型顆粒，粒徑范圍為1mm-5mm，阻尼顆?？梢詾閱我涣剑部蔀槎嗯浼壛?。阻尼顆粒6材質(zhì)為吸振性好的金屬材料、非金屬材料或復(fù)合材料，金屬材料如球墨鑄鐵、非金屬材料如高韌性陶瓷、復(fù)合材料如鐵基復(fù)合材料等。

該阻尼減振器的上接頭與內(nèi)管4之間和下接頭7與內(nèi)管4之間分別設(shè)置有石墨編制填料3，以對腔室進(jìn)行密封。

該阻尼減振器使用時(shí)，通過上接頭1和下接頭7分別與井下鉆柱連接，以傳遞作用力和扭矩。

該阻尼減振器可以直接和鉆頭相連接；也可以連接在鉆鋌與鉆鋌之間；還可與井下鉆具組合配合使用，串聯(lián)在鉆具組合中；同時(shí)還有一種用途是在井下隨鉆儀器的上下端各連接一個(gè)井下鉆具顆粒阻尼減振器，對隨鉆儀器起到保護(hù)作用。

具體安裝方式1：

如圖2所示，至上而下分別為鉆鋌1A、井下鉆具顆粒阻尼減振器2A、轉(zhuǎn)換接頭3A和鉆頭4A。井下鉆具顆粒阻尼減振器2A通過轉(zhuǎn)換接頭3A直接與下部鉆頭4A相連，鉆頭4A破巖產(chǎn)生的振動(dòng)能量通過井下鉆具顆粒阻尼減振器2A向上傳遞是被部分吸收而消耗，從而有效減小來至鉆頭4A的振動(dòng)向上傳遞。

具體安裝方式2：

如圖3所示，至上而下分別為鉆鋌1B、井下鉆具顆粒阻尼減振器2B、隨鉆儀器3B、井下鉆具顆粒阻尼減振器4B和鉆挺5B。井下安裝有隨鉆儀器3B時(shí)，有害的振動(dòng)會干擾隨鉆儀器3B正常工作甚至產(chǎn)生破壞作用，因此可在隨鉆儀器3B的上、下端各安裝井下鉆具顆粒阻尼減振器2B和4B，從而有效降低上、下鉆具的振動(dòng)傳遞到隨鉆儀器3B，從而對隨鉆儀器3B起到保護(hù)作用。

具體安裝方式3：

如圖4所示，至上而下分別為鉆桿/鉆鋌與井下鉆具顆粒阻尼減振器交替安裝。鉆桿1C與井下鉆具顆粒阻尼減振2C相連，井下鉆具顆粒阻尼減振6C與鉆鋌7C相連，與井下鉆具顆粒阻尼減振4C相連的鉆柱3C、5C可以是鉆桿、也可以是鉆鋌。來至下部鉆具的振動(dòng)，經(jīng)過圖4所示的安裝示例后，振動(dòng)被交替安裝的井下鉆具顆粒阻尼減振器6C、4C、2C吸收，從而大大減少了下部鉆具的振動(dòng)能量傳遞到鉆桿上。