專利名稱：一種機械式多向減振器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣井工程與地質(zhì)勘探鉆井技術領域。
背景技術：
現(xiàn)有的液壓雙向減振器工作原理，主要是利用液壓缸內(nèi)注入的201-100甲基硅油
作為液體彈簧，吸收鉆進過程中鉆柱軸向振動沖擊負荷。另外，還通過活塞內(nèi)孔梯形螺旋與
心軸連接，使鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動沖擊負荷轉(zhuǎn)換成活塞的軸向分力，變換為液壓缸內(nèi)壓，從而保
持穩(wěn)定的鉆頭工作扭矩。(詳見《鉆井工程技術手冊》第530 532頁_中國石化出版社，
2005年2月第一版，2006年1月第二次印刷。)多年來，液壓雙向減振器在油氣田鉆井工程
中，尤其當鉆進硬地層、礫石層、軟硬夾層及其它復雜地層時，為減緩鉆柱的軸向振動和扭
轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的沖擊負荷、提高鉆頭的工作效率、避免井下事故，發(fā)揮了一定作用。 申請人:認為，從理論到國內(nèi)外的應用實踐都充分證明使用鉆柱減振器的真正意
義在于消除或減緩鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆進過程中產(chǎn)生的振動和沖擊動能、改變鉆柱的固有頻率。也
就是說，對鉆柱減振器的基本性能要求，是能夠把盡可能多的具有破壞性的振動沖擊能量
轉(zhuǎn)換為熱能而及時消散掉；使鉆柱的固有頻率遠離激振頻率，避免發(fā)生諧振。 但是，《鉆井工程技術手冊》中介紹的液壓雙向減振器卻都忽視了鉆柱減振器的阻
尼作用和正確改變鉆柱固有頻率的關鍵作用。因此，應用現(xiàn)場的生產(chǎn)和測試證明，他們生產(chǎn) 的工具在消除或減緩鉆柱振動沖擊負荷峰值及避免鉆柱諧振方面，效果并不明顯。 另外，申請人還認為，有的液壓雙向減振器由于密封件設計不合理、橡膠件的耐溫 性能差以及密封部位制造精度太低或高壓條件下液壓缸變形等原因?qū)е聹p振器失效，不能 滿足深井、超深井高溫高壓和復雜地質(zhì)條件下鉆進的要求。201-100甲基硅油作為現(xiàn)有液壓 雙向減振器的液體彈簧使用，由于其粘度很低，在高溫(15(TC以上)、高壓(30MPa 70MPa) 條件下旋轉(zhuǎn)鉆進時很易泄漏，而硅油稍有泄漏就會導致工具失效。甚至有時因油塞或其它 密封部位滲漏，在長途運輸過程中硅油不斷漏失，待工具運到鉆井現(xiàn)場時已無法使用。尤其 是目前我國硅油市場對各生產(chǎn)廠家硅油的體積壓縮率尚無技術指標要求，各生產(chǎn)廠家均無 進行硅油體積壓縮率的測試手段，于是大多生產(chǎn)廠家是購進固體原料勾兌成不同粘度的硅 油產(chǎn)品，均無產(chǎn)品體積壓縮率的性能指標介紹。減振器生產(chǎn)廠屬盲目購進這種硅油當液體 彈簧使用，其減振器在井下的剛度性能及減振效果也無人能說清楚。 另外，由于對液壓雙向減振器的制造精度的要求較高，鋼材的價格不斷上漲，硅油 的市場價格也比較昂貴，致使液壓雙向減振器的總體成本居高不下。 再則，減振器組裝完畢進行地面試驗時，在上述的壓力條件下，試驗人員在高壓 "容器"和高壓管路周圍操作，有造成人身傷害的不安全隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種機械式多向減振器，使 其成本低、安全性好、使用壽命長。[0009] 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種機械式多向減振器，包括上接頭，上接頭的 下端螺紋連接心軸，心軸外套置刮泥環(huán)座，刮泥環(huán)座的下端與扶正筒螺紋連接，扶正筒的下 端外螺紋連接花鍵筒，花鍵筒的下端內(nèi)螺紋連接導筒，導筒的下端內(nèi)螺紋連接下接頭；下接 頭內(nèi)套置導桿，導桿包括從上至下的大外徑段和小外徑段，大外徑段與心軸的下端螺紋連 接；心軸與花鍵筒、導筒之間從上至下設有提升環(huán)、活塞和止推軸承，活塞包括活塞體和活 塞接頭，活塞體上設有扭矩轉(zhuǎn)換機構，活塞體的下端螺紋連接活塞接頭，心軸與扶正筒、花 鍵筒、活塞體之間設有阻尼機構，在所述大外徑段的兩端分別設有上彈性體和下彈性體，上
彈性體設置在心軸與導筒之間，下彈性體設置在小外徑段與導筒之間。 本實用新型通過以上設計，將周向減振彈性體與軸向減振彈性體分離。分別由不 同剛度、不同組合方式和具有不同固有頻率的金屬彈性元件構成，使其能在鉆柱的彈性波 傳遞過程中起到隔離器的作用。因此，鉆柱中連接該減振器就能夠改變鉆柱的固有頻率，避 免鉆進過程中因振源激振而產(chǎn)生的鉆柱諧振現(xiàn)象。由于上、下彈性體采用的材質(zhì)的改變，使 減振器的制造成本大幅度降低，而整體使用壽命比現(xiàn)有的鉆柱減振器提高3-5倍。 本實用新型的扭轉(zhuǎn)振動沖擊減振是采用環(huán)隙阻尼與復合組合碟簧的互補結(jié)構。這 種阻尼減振結(jié)構與橡膠和硅油結(jié)構相比較，既不存在老化問題，也不可能因密封泄漏而失 效。 本實用新型的另一有益效果，即無論扭轉(zhuǎn)剛度與固有頻率，還是軸向剛度與固有 頻率，都可以分別根據(jù)各自的阻尼系統(tǒng)和碟簧的厚度及組合方式進行調(diào)整，滿足每口井工 程設計的需要。 所述小外徑段與導筒之間設有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)設置在下彈性體的上方。調(diào)節(jié)環(huán)對 下彈性體的壓力腔的油壓起調(diào)節(jié)作用，使之不受井下溫度的影響。 同理，所述所述小外徑段與導筒之間設有浮動活塞，浮動活塞在下彈性體的下方。
圖1為本實用新型的一種結(jié)構示意圖。 圖中，1上接頭，2心軸，3刮泥環(huán)座，4扶正筒，5花鍵筒，6導筒，7下接頭，8密封 總成，9阻尼機構，10提升環(huán)，11扭矩轉(zhuǎn)換機構，12活塞，12-1活塞體，12-2活塞密封總成， 12-3活塞接頭，13止推軸承，14上彈性體，15調(diào)節(jié)環(huán)，16下彈性體，17浮動活塞，18導桿， 18-1大外徑段，18-2小外徑段。
具體實施方式如圖1、2所示，一種機械式多向減振器，包括上接頭1，上接頭1的下端螺紋連接心 軸2，心軸2外套置刮泥環(huán)座3，刮泥環(huán)座3的下端與扶正筒4螺紋連接，扶正筒4的下端外 螺紋連接花鍵筒5，花鍵筒5的下端內(nèi)螺紋連接導筒6，導筒6的下端內(nèi)螺紋連接下接頭7 ; 下接頭7內(nèi)套置導桿18，導桿18包括從上至下的大外徑段18-1和小外徑段18-2，大外徑 段18-1與心軸2的下端螺紋連接。 心軸2與扶正筒4之間設有密封總成8。 心軸2與花鍵筒5、導筒6之間從上至下設有提升環(huán)10、活塞12、止推軸承13，活 塞12包括活塞體12-1和活塞接頭12-3，活塞體12-1上設有扭矩轉(zhuǎn)換機構11，活塞體12-1的下端螺紋連接活塞接頭12-3，心軸2與扶正筒4、花鍵筒5、活塞體12-1之間設有阻尼機
構9，在大外徑段18-1的兩端分別設有上彈性體14和下彈性體16，上彈性體14設置在心
軸2與導筒6之間，下彈性體16設置在小外徑段18-2與導筒6之間。 活塞體12-1與心軸2之間、活塞接頭12-3與導筒6之間分別設有活塞密封總成
12-2。 小外徑段18-2與導筒6之間設有調(diào)節(jié)環(huán)15和浮動活塞17，調(diào)節(jié)環(huán)15設置在下彈 性體16的上方，浮動活塞17設置在下彈性體16的下方。
權利要求一種機械式多向減振器，包括上接頭，上接頭的下端螺紋連接心軸，心軸外套置刮泥環(huán)座，刮泥環(huán)座的下端與扶正筒螺紋連接，扶正筒的下端外螺紋連接花鍵筒，花鍵筒的下端內(nèi)螺紋連接導筒，導筒的下端內(nèi)螺紋連接下接頭；下接頭內(nèi)套置導桿，導桿包括從上至下的大外徑段和小外徑段，大外徑段與心軸的下端螺紋連接；心軸與花鍵筒、導筒之間從上至下設有提升環(huán)、活塞和止推軸承，活塞包括活塞體和活塞接頭，活塞體上設有扭矩轉(zhuǎn)換機構，活塞體的下端螺紋連接活塞接頭，心軸與扶正筒、花鍵筒、活塞體之間設有阻尼機構，其特征在于在所述大外徑段的兩端分別設有上彈性體和下彈性體，上彈性體設置在心軸與導筒之間，下彈性體設置在小外徑段與導筒之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的機械式多向減振器，其特征在于所述小外徑段與導筒之間設有調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)設置在下彈性體的上方。
3. 根據(jù)權利要求1所述的機械式多向減振器，其特征在于所述小外徑段與導筒之間設有浮動活塞，浮動活塞在下彈性體的下方。
專利摘要一種機械式多向減振器，涉及油氣井工程與地質(zhì)勘探鉆井技術領域，包括上接頭，上接頭的下端螺紋連接心軸，心軸外套置刮泥環(huán)座，刮泥環(huán)座的下端依次連接扶正筒、花鍵筒、導筒，導筒的下端內(nèi)螺紋連接下接頭；下接頭內(nèi)套置導桿，導桿包括從上至下的大外徑段和小外徑段，大外徑段與心軸的下端螺紋連接；心軸與花鍵筒、導筒之間從上至下設有提升環(huán)、活塞和止推軸承，活塞包括活塞體和活塞接頭，活塞體上設有扭矩轉(zhuǎn)換機構，心軸與扶正筒、花鍵筒、活塞體之間設有阻尼機構，在所述大外徑段的兩端分別設有上彈性體和下彈性體，上彈性體設置在心軸與導筒之間，下彈性體設置在小外徑段與導筒之間。本實用新型成本低、安全性好、使用壽命長。
文檔編號E21B17/07GK201448067SQ200920047458
公開日2010年5月5日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權日2009年6月29日
發(fā)明者張健, 楊文俊, 祝慶國, 祝慶玉 申請人:揚州天業(yè)石油機械有限公司