一種鉆井磁流變減震器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種減震裝置，具體是指一種鉆井磁流變減震器。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井中，帶動鉆具破碎巖石，向地下鉆進(jìn)，鉆出規(guī)定深度的井眼，供采油機(jī)或采氣機(jī)獲取石油或天然氣。一部常用石油鉆機(jī)主要由動力機(jī)、傳動機(jī)、工作機(jī)及輔助設(shè)備組成。為了起升和下放鉆具、下套管以及控制鉆壓、送進(jìn)鉆具，鉆具配備有起升系統(tǒng)；起升系統(tǒng)包括絞車、輔助剎車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩以及吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦等各種工具。起升時，絞車滾筒纏繞鋼絲繩，天車和游車構(gòu)成副滑輪組，大鉤上升通過吊環(huán)、吊卡等工具實(shí)現(xiàn)鉆具的提升；下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機(jī)構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度。在正常鉆進(jìn)時，通過吊環(huán)、吊卡等工具實(shí)現(xiàn)鉆具的提升，下放時，鉆具或套管柱靠自重下降，借助絞車的剎車機(jī)構(gòu)和輔助剎車控制大鉤的下放速度；正常鉆進(jìn)時，通過剎車機(jī)構(gòu)控制鉆具的送進(jìn)速度，將鉆具重量的一部分作為鉆壓施加到鉆頭上實(shí)現(xiàn)破碎巖層。
[0003]為進(jìn)一步減輕鉆具的工作負(fù)荷，在鉆具本體與動力輸出設(shè)備之間安裝有減震裝置，以方便在鉆具與硬度較大的巖石層相互作用時降低作用應(yīng)力，達(dá)到保護(hù)鉆具的目的，但是在一般的減震裝置使用過程中，多為被動控制，即采用油氣或油液彈簧式結(jié)構(gòu)的減震器，通常為可調(diào)式。這些可調(diào)式減震器通過調(diào)節(jié)節(jié)流孔的開口大小來改變通流面積，以此來調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)，輸出的阻尼力隨減震器上活塞的行程而改變；但在應(yīng)對較大的沖擊時須通過減小節(jié)流口和增大活塞的行程來實(shí)現(xiàn)，結(jié)果使得鉆具在鉆進(jìn)時的質(zhì)量增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井磁流變減震器，使其具有良好的阻尼特性以適應(yīng)其在復(fù)雜的地質(zhì)層中油井的快速鉆進(jìn)，達(dá)到保護(hù)鉆具的目的。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種鉆井磁流變減震器，包括兩端密閉的工作缸以及貫穿于工作缸的端蓋且其端部置于工作缸內(nèi)的活塞桿，在所述活塞桿末端固定有縱截面為“工”型的活塞，在活塞的本體上開有多個用于連通活塞上下兩端的泄流孔，所述泄流孔的孔徑由中部向兩端遞增，在活塞的中部設(shè)置有線圈組，在線圈組外壁上設(shè)置有隔離圈，活塞桿的內(nèi)部中空，線圈組的連接導(dǎo)線穿過活塞桿的內(nèi)部與外界電源連接；還包括浮動活塞，所述浮動活塞將工作缸內(nèi)部分隔成液體腔與氣腔，液體腔中填充有磁流變液，氣腔中填充有壓縮的氮?dú)?。本?shí)用新型工作時，活塞桿的上端與動力輸出設(shè)備固定連接，而工作缸的下端與鉆具固定連接，在鉆具工作時，線圈組通過導(dǎo)線與外部電源連接，通過電流的調(diào)節(jié)，線圈組在液體腔體產(chǎn)生磁場變化，變化的磁場與液體腔內(nèi)的磁流變液發(fā)生作用，進(jìn)而改變由活塞上下兩端進(jìn)入泄流孔中的磁流變液的粘度，進(jìn)而改變阻尼力的大小，達(dá)到鉆具減震的目的，并且由于活塞桿的行程較小，在工作缸的底部安裝有浮動活塞并將工作缸內(nèi)部分隔成兩個部分，即液體腔與氣腔，氣腔內(nèi)填充有具有一定初始壓力的壓縮氮?dú)?，可有效補(bǔ)充液體腔的體積變化，使其具有良好的阻尼特性以適應(yīng)其在復(fù)雜的地質(zhì)層中油井的快速鉆進(jìn)，達(dá)到保護(hù)鉆具的目的；
[0007]其中，所述泄流孔的孔徑由中部向兩端遞增，而現(xiàn)有的減震裝置則通過調(diào)節(jié)節(jié)流孔的開口大小來改變通流面積，以此來調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)，輸出的阻尼力隨減震器上活塞的行程而改變，但在應(yīng)對較大的沖擊時須通過減小節(jié)流口和增大活塞的行程來實(shí)現(xiàn)，結(jié)果使得鉆具在鉆進(jìn)時的質(zhì)量增加；本實(shí)用新型工作時，磁流變液通過泄流孔流經(jīng)活塞的上下兩端，即實(shí)現(xiàn)磁流變液在液體腔內(nèi)的流通，在外界電源調(diào)控下，使得線圈組在液體腔內(nèi)產(chǎn)生磁場變化，而磁場變化引起磁流變液的粘度，而泄流孔的孔徑由中部向兩端遞增，即實(shí)現(xiàn)泄流孔的中間縮口，使得磁流變液在縮口上下兩端處對活塞的抓緊力增大，保證活塞在液體腔內(nèi)快速停止運(yùn)動，同時通過外界電壓的快速轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)活塞在工作缸內(nèi)的啟停運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鉆具的減震功能，由于在本實(shí)用新型中不安裝節(jié)流面積可變的節(jié)流閥，進(jìn)而大大提高了裝置的抗機(jī)械磨損性能，延長了本實(shí)用新型的使用壽命。
[0008]所述線圈組包括相互電連接的第一線圈與第二線圈，且在第一線圈與第二線圈之間安裝有隔離塊。線圈組在工作時，線圈產(chǎn)生的磁力線從活塞的一端出發(fā)穿過磁流變液，通過工作缸，從活塞的另一端回到活塞，形成一個閉合的磁力線回路，在整個回路中，磁力線垂直于磁流變液平行于工作缸，此時工作的磁通密度較高，由于工作的磁導(dǎo)率較低容易產(chǎn)生磁通量過飽和，影響整個磁路的磁場強(qiáng)度增加，無法滿足磁流變液工作要求的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍，本實(shí)用新型設(shè)置有兩個相同且相互電連接的線圈，即第一線圈與第二線圈，且在第一線圈與第二線圈之間加設(shè)有隔離塊以減小兩個線圈之間的磁通線疊加，使得活塞周圍的磁場分布均勻，防止活塞在阻尼環(huán)境中受到的阻尼力局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞受損，進(jìn)而提高活塞的使用壽命。
[0009]所述第一線圈與所述第二線圈的繞線方向相反。作為優(yōu)選，將第一線圈與第二線圈的繞線方向設(shè)置為相反，使得在液體腔內(nèi)活塞的上下兩端處于兩個不同的磁場環(huán)境中，保證在活塞的啟停運(yùn)動過程中快速達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高鉆具的減震性能。
[0010]還包括上吊環(huán)和下吊環(huán)，且上吊環(huán)固定在活塞桿上端部，下吊環(huán)固定在工作缸的下端部。通過上吊環(huán)與下吊環(huán)，使得減震結(jié)構(gòu)快速固定在鉆具與動力輸出設(shè)備上，并且方便減震結(jié)構(gòu)的拆卸檢修，降低工人的工作強(qiáng)度，減小非工作時間的耗用。
[0011]還包括密封圈和O型密封墊，所述密封圈安裝在端蓋的內(nèi)壁上用于活塞桿的軸向密封，所述O型密封墊安裝在浮動活塞上用于氣腔與液體腔的隔離。為防止磁流變液的泄漏，在活塞軸向運(yùn)動時與工作缸接觸的部分安裝有密封墊，避免因磁流變液流失而導(dǎo)致液體腔內(nèi)的粘度不足以支撐活塞，在浮動活塞上安裝的O型密封墊可預(yù)防磁流變液由液體腔下滑至氣腔，提高氣腔中壓縮氮?dú)鈱Ω踊钊闹瘟Χ取?br>[0012]所述活塞桿與活塞螺紋配合，且在活塞上端安裝有墊圈，在活塞下端安裝有螺母。當(dāng)工作缸進(jìn)行檢修或是液體腔內(nèi)的磁流變液需要進(jìn)行更換時，打開端蓋，可先后將活塞與活塞桿拆卸，且活塞與活塞桿螺紋配合，且在活塞的上端安裝有墊圈，能夠有效避免活塞與活塞桿之間的相互磨損。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0014]1、本實(shí)用新型的泄流孔的孔徑由中部向兩端遞增，即實(shí)現(xiàn)泄流孔的中間縮口，使得磁流變液在縮口上下兩端處對活塞的抓緊力增大，保證活塞在液體腔內(nèi)快速停止運(yùn)動，同時通過外界電壓的快速轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)活塞在工作缸內(nèi)的啟停運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鉆具的減震功能，由于在本實(shí)用新型中不安裝節(jié)流面積可變的節(jié)流閥，進(jìn)而大大提高了裝置的抗機(jī)械磨損性能，延長了本實(shí)用新型的使用壽命；
[0015]2、本實(shí)用新型設(shè)置有兩個相同且相互電連接的線圈，即第一線圈與第二線圈，且在第一線圈與第二線圈之間加設(shè)有隔離塊以減小兩個線圈之間的磁通線疊加，使得活塞周圍的磁場分布均勻，防止活塞在阻尼環(huán)境中受到的阻尼力局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致活塞受損，進(jìn)而提尚活塞的使用壽命；
[0016]3、本實(shí)用新型將第一線圈與第二線圈的繞線方向設(shè)置為相反，使得在液體腔內(nèi)活塞的上下兩端處于兩個不同的磁場環(huán)境中，保證在活塞的啟停運(yùn)動過程中快速達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提尚鉆具的減震性能。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
[0020]1-上吊環(huán)、2-端蓋、3-密封圈、4-工作缸、5-活塞桿、6_墊圈、7-泄流孔、8_隔離圈、9-第二線圈、10-活塞、11-螺母、12-磁流變液、13-0型密封墊、14-浮動活塞、15-氣腔、16-下吊環(huán)、17-第一線圈、18-隔尚塊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對本實(shí)用新型的限定。
實(shí)施例
[0022]如圖