專利名稱：一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減振裝置，尤其是涉及一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器。
背景技術(shù)：
振動(dòng)是各種機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生的一種運(yùn)動(dòng)形式，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)件過早產(chǎn)生疲勞破壞，使結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)發(fā)生失常，定位不準(zhǔn)確以及產(chǎn)生噪音等問題。因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)抑制成為一種有效提高設(shè)備運(yùn)動(dòng)精度、使用壽命和降低噪音的方式。
目前，旋挖鉆機(jī)在野外進(jìn)行成孔作業(yè)過程中，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得鉆頭在鉆削過程中產(chǎn)生較大的沖擊振動(dòng),其沖擊振動(dòng)作用使得鉆桿過早產(chǎn)生疲勞破壞,極大地縮短了鉆桿的使用壽命，同時(shí)也使作業(yè)效率大大降低。鉆機(jī)在振動(dòng)沖擊作用下，零部件的損壞率提高，機(jī)器的可靠性降低，給企業(yè)帶來較大損失，需要有效地降低鉆削作業(yè)時(shí)的沖擊振動(dòng)。
為了旋挖鉆機(jī)工作的可靠性和設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，且在能源供應(yīng)不便利的情況下應(yīng)用被動(dòng)控制，尤其是用于對(duì)野外作業(yè)設(shè)備的振動(dòng)抑制上。另外，從節(jié)約能源的角度出發(fā)，也需要較好的被動(dòng)控制減振裝置。被動(dòng)控制減振裝置是利用結(jié)構(gòu)件自身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量帶動(dòng)被動(dòng)控制減振裝置，使被動(dòng)控制減振裝置發(fā)生運(yùn)動(dòng)，吸收和消耗結(jié)構(gòu)件振動(dòng)產(chǎn)生的能量，實(shí)現(xiàn)快速耗能，以降低結(jié)構(gòu)件的振幅，提高運(yùn)動(dòng)精度，降低構(gòu)件相互之間的運(yùn)動(dòng)磨損，提高其疲勞強(qiáng)度。但是，由于常規(guī)的被動(dòng)控制減振裝置往往都是以線性振動(dòng)控制為主，因此其使用的頻帶范圍窄，只對(duì)幾個(gè)有效的頻率點(diǎn)能進(jìn)行振動(dòng)控制，無法實(shí)現(xiàn)較寬頻域范圍的吸振減振。而鉆桿在工作過程中產(chǎn)生縱向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的復(fù)合作用，需要對(duì)鉆桿實(shí)現(xiàn)綜合減振，提高鉆桿工作的可靠性，常規(guī)的被動(dòng)控制減振裝置不能達(dá)到該減振效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作方便且吸振效果好，能有效解決現(xiàn)有減振裝置對(duì)鉆桿振動(dòng)控制不理想的問題，可快速有效降低鉆削過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，同時(shí)無需外部任何能源供給，減振效率高，應(yīng)用范圍廣。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:由吸振裝置、上接頭和下接頭組成，所述吸振裝置包括箱體，所述上接頭固定在箱體的上端，所述下接頭固定在箱體的下端，所述箱體的內(nèi)部沿周向設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的周向吸振器，所述箱體的內(nèi)部且位于周向吸振器內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生縱向振動(dòng)的第一軸向吸振器和第二軸向吸振器，所述周向吸振器包括與箱體內(nèi)壁固定連接的第一殼體和均勻固定在第一殼體內(nèi)部且將第一殼體分為多個(gè)腔體的多塊隔板，每個(gè)所述腔體的內(nèi)部均設(shè)置有第一質(zhì)量塊，所述腔體內(nèi)填充有第一粘性流體，所述第一粘性流體的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊后剩余體積的80% 90%;所述第一軸向吸振器設(shè)置在箱體的內(nèi)部中心位置處，所述第一軸向吸振器包括與箱體內(nèi)壁固定連接的第二殼體和設(shè)置在第二殼體內(nèi)部的第二質(zhì)量塊，所述第二質(zhì)量塊的上下兩端均固定有彎曲彈簧板，所述第二殼體內(nèi)填充有第二粘性流體，所述第二粘性流體的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊和彎曲彈簧板后剩余體積的80% 90% ;所述第二軸向吸振器設(shè)置在周向吸振器與第一軸向吸振器之間，所述第二軸向吸振器包括與箱體內(nèi)壁固定連接的第三殼體以及設(shè)置在第三殼體內(nèi)部的大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊，所述第三殼體內(nèi)填充有第三粘性流體,所述第三粘性流體的體積為第三殼體內(nèi)放置大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊后剩余體積的 80% 90%ο
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一殼體由相連接的第一上頂板、第一下底板、外側(cè)板、內(nèi)側(cè)板和側(cè)封板組成，所述側(cè)封板的數(shù)量為兩塊，所述隔板與第一上頂板、第一下底板、外側(cè)板和內(nèi)側(cè)板的內(nèi)壁均固定連接，所述第一質(zhì)量塊與外側(cè)板和內(nèi)側(cè)板之間均有間隙，所述第一質(zhì)量塊的形狀為球形，所述第一質(zhì)量塊與第一上頂板之間的最短距離為L(zhǎng)I，所述第一質(zhì)量塊與第一下底板之間的最短距離為L(zhǎng)2，位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊與位于其一側(cè)的側(cè)封板之間的最短距離為L(zhǎng)3，位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊與位于其另一側(cè)的隔板之間的最短距離為L(zhǎng)4，所述(L1+L2) < (L3+L4)；位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊與位于其一側(cè)的隔板之間的最短距離為L(zhǎng)5，位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊與位于其另一側(cè)的隔板之間的最短距離為L(zhǎng)6，所述(L1+L2) <(L5+L6)。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述箱體的橫截面形狀為圓角矩形，所述第一殼體的橫截面形狀為扇環(huán)形。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述箱體的橫截面形狀為長(zhǎng)方形，所述第一殼體的形狀為長(zhǎng)方形。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述周向吸振器的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述周向吸振器左右對(duì)稱設(shè)置。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第二殼體的形狀為空心正方體，所述第二殼體由相連接的第一前側(cè)板、第一后側(cè)板、第一左側(cè)板、第一右側(cè)板、第二上頂板和第二下底板組成，所述第二質(zhì)量塊的形狀為圓柱形，位于所述第二質(zhì)量塊上端的彎曲彈簧板與第二上頂板之間的最短距離為L(zhǎng)7，位于所述第二質(zhì)量塊下端的彎曲彈簧板與第二下底板相接觸，所述第二質(zhì)量塊與第一前側(cè)板之間的最短距離為L(zhǎng)8，所述第二質(zhì)量塊與第一后側(cè)板之間的最短距離為L(zhǎng)9，所述(L8+L9) < L7 ;所述第二質(zhì)量塊與第一左側(cè)板之間的最短距離為L(zhǎng)10，所述第二質(zhì)量塊與第一右側(cè)板之間的最短距離為L(zhǎng)11，所述(L10+L11) < L7。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第三殼體的形狀為空心圓柱體，所述大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊的形狀均為球形，所述小質(zhì)量塊的數(shù)量是至少為兩個(gè)，所述小質(zhì)量塊與第三殼體上底面之間的最短距離為L(zhǎng)12，相鄰兩個(gè)所述小質(zhì)量塊之間的最短距離為L(zhǎng)13，所述L12 > L13。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第二軸向吸振器的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述第二軸向吸振器對(duì)稱設(shè)置。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一粘性流體、第二粘性流體和第三粘性流體均為硅油、水銀或礦物油。
上述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一粘性流體的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊后剩余體積的85%，所述第二粘性流體的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊和彎曲彈簧板后剩余體積的85%，所述第三粘性流體的體積為第三殼體內(nèi)放置大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊后剩余體積的85%。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，同時(shí)利用碰撞耗能和粘性流體吸振耗能的綜合作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿和鉆頭的被動(dòng)減振，減振效果好，減振效率高。
2、本發(fā)明使用操作方便，使用時(shí)將鉆桿與上接頭采用銷釘連接，鉆頭與下接頭采用銷釘連接即可使用。
3、本發(fā)明能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中采用被動(dòng)控制方式不理想的問題，且可快速有效的降低鉆桿產(chǎn)生的振動(dòng)。
4、由于本發(fā)明鉆桿保護(hù)器安裝于鉆桿與鉆頭之間，因此，通過本保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)鉆桿與鉆頭之間扭矩的傳遞，在工作過程中，鉆頭切削產(chǎn)生的振動(dòng)能量部分會(huì)轉(zhuǎn)移到鉆桿保護(hù)器的質(zhì)量塊上，使得質(zhì)量塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量塊與殼體內(nèi)壁發(fā)生碰撞，實(shí)現(xiàn)碰撞快速耗能。另外，箱體中的粘性流體在箱體的振動(dòng)下會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，也可以起到吸收能量的作用，并且質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)和碰撞過程中帶動(dòng)粘性流體運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生能量消耗，同時(shí)粘性流體可以吸收碰撞產(chǎn)生的噪聲和沖擊波，在多重作用下，使得鉆頭傳遞到鉆桿上的振動(dòng)幅度快速衰減下來。
5、本發(fā)明減振效果好，可以有效保護(hù)連接在鉆桿保護(hù)器上的鉆桿和鉆頭以及與鉆桿連接的相關(guān)設(shè)備，提高鉆桿、鉆頭和設(shè)備的使用壽命，同時(shí)使用成本低，應(yīng)用范圍廣。
6、本發(fā)明無需外部任何能源供給，因此使用成本低。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
中箱體、周向吸振器、第一軸向吸振器和第二軸向吸振器的連接關(guān)系示意圖。
圖3為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
中周向吸振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的A-A剖視圖。
圖5為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
中第一軸向吸振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖5去除第二上頂板和位于第二質(zhì)量塊上端的彎曲彈簧板后的俯視圖。
圖7為本發(fā)明第一種具體實(shí)施方式
中第二軸向吸振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為圖7去除第三殼體上底面后的俯視圖。
圖9為本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
中箱體、周向吸振器、第一軸向吸振器和第二軸向吸振器的連接關(guān)系示意圖。
圖11為本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
中周向吸振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為圖11的B-B剖視圖。
附圖標(biāo)記說明:
I 一上接頭;2—箱體;3—下接頭；
4 一周向吸振器；4-11 一第一上頂板；4 12 —第一下底板；4-13 —夕卜側(cè)板;4-14 —內(nèi)側(cè)板；4-15—側(cè)封板；4-2—第一質(zhì)量塊;4-3—隔板;4-4—第一勝性流體;5—第一軸向吸振器；5 11 —第一前側(cè)板；5 12 —弟一后側(cè)板；5-13 —第一左側(cè)板；5-14—第一右側(cè)板；5-15 —第二上頂板；5-16 —第二下底板；5-2—第二質(zhì)量塊；5-3 —彎曲彈簧板；5-4—桌二枯性流體;6—第二軸向吸振器;6-1 —第三殼體;6-2—小質(zhì)量塊;6-3— 大質(zhì)量塊;6-4—第三枯性流體。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1至圖8所示，一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，由吸振裝置、上接頭I和下接頭3組成，所述吸振裝置包括箱體2，所述上接頭I固定在箱體2的上端，所述下接頭3固定在箱體2的下端，所述箱體2的內(nèi)部沿周向設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的周向吸振器4，所述箱體2的內(nèi)部且位于周向吸振器4內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生縱向振動(dòng)的第一軸向吸振器5和第二軸向吸振器6，所述周向吸振器4包括與箱體2內(nèi)壁固定連接的第一殼體和均勻固定在第一殼體內(nèi)部且將第一殼體分為多個(gè)腔體的多塊隔板4-3，每個(gè)所述腔體的內(nèi)部均設(shè)置有第一質(zhì)量塊4-2，所述腔體內(nèi)填充有第一粘性流體4-4，所述第一粘性流體4-4的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊4-2后剩余體積的80% 90% ;所述第一軸向吸振器5設(shè)置在箱體2的內(nèi)部中心位置處，所述第一軸向吸振器5包括與箱體2內(nèi)壁固定連接的第二殼體和設(shè)置在第二殼體內(nèi)部的第二質(zhì)量塊5-2，所述第二質(zhì)量塊5-2的上下兩端均固定有彎曲彈簧板5-3，所述第二殼體內(nèi)填充有第二粘性流體5-4，所述第二粘性流體5-4的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊5-2和彎曲彈簧板5-3后剩余體積的80% 90% ;所述第二軸向吸振器6設(shè)置在周向吸振器4與第一軸向吸振器5之間，所述第二軸向吸振器6包括與箱體2內(nèi)壁固定連接的第三殼體6-1以及設(shè)置在第三殼體6-1內(nèi)部的大質(zhì)量塊6-3和小質(zhì)量塊6-2，所述第三殼體6-1內(nèi)填充有第三粘性流體6_4，所述第三粘性流體6-4的體積為第三殼體6-1內(nèi)放置大質(zhì)量塊6-3和小質(zhì)量塊6-2后剩余體積的80% 90%。本實(shí)施例中，所述第一粘性流體4-4的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊4-2后剩余體積的80% 90%，所述第二粘性流體5-4的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊5-2和彎曲彈簧板5-3后剩余體積的80% 90%，所述第三粘性流體6_4的體積為第三殼體6-1內(nèi)放置大質(zhì)量塊6-3和小質(zhì)量塊6-2后剩余體積的80% 90%，主要有兩個(gè)方面的原因:一是粘性流體小于最低百分比時(shí)，由于空間體積偏大，因此氣體量較多，使得較多的氣體混入粘性流體中，降低了粘性流體的耗能效果，進(jìn)而使粘性流體與質(zhì)量塊之間的碰撞作用減弱，耗能效果降低；二是粘性流體體積大于最高百分比時(shí)，由于空間體積偏少，因此粘性流體與質(zhì)量塊之間會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，導(dǎo)致粘性流體消耗的能量降低，影響吸振效果。
如圖3和圖4所不,所述第一殼體由相連接的第一上頂板4-11、第一下底板4-12、外側(cè)板4-13、內(nèi)側(cè)板4-14和側(cè)封板4-15組成，所述側(cè)封板4_15的數(shù)量為兩塊，所述隔板4-3與第一上頂板4-11、第一下底板4-12、外側(cè)板4-13和內(nèi)側(cè)板4-14的內(nèi)壁均固定連接，所述第一質(zhì)量塊4-2與外側(cè)板4-13和內(nèi)側(cè)板4-14之間均有間隙，所述第一質(zhì)量塊4_2的形狀為球形，所述第一質(zhì)量塊4-2與第一上頂板4-11之間的最短距離為L(zhǎng)I，所述第一質(zhì)量塊4-2與第一下底板4-12之間的最短距離為L(zhǎng)2，位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊4-2與位于其一側(cè)的側(cè)封板4-15之間的最短距離為L(zhǎng)3,位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊4-2與位于其另一側(cè)的隔板4-3之間的最短距離為L(zhǎng)4，所述(L1+L2) < (L3+L4);位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊4-2與位于其一側(cè)的隔板4-3之間的最短距離為L(zhǎng)5，位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊4-2與位于其另一側(cè)的隔板4-3之間的最短距離為L(zhǎng)6，所述(L1+L2) < (L5+L6)。
如圖2至圖4所示，本實(shí)施例中，所述箱體2的橫截面形狀為圓角矩形，便于鉆孔中的水向下流動(dòng)；所述第一殼體的橫截面形狀為扇環(huán)形，與箱體2的軸向形狀相吻合。
如圖2所示，所述周向吸振器4的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述周向吸振器4左右對(duì)稱設(shè)置。
如圖5和圖6所示，所述第二殼體的形狀為空心正方體，所述第二殼體由相連接的第一前側(cè)板5-11、第一后側(cè)板5-12、第一左側(cè)板5-13、第一右側(cè)板5_14、第二上頂板5_15和第二下底板5-16組成，所述第二質(zhì)量塊5-2的形狀為圓柱形，位于所述第二質(zhì)量塊5-2上端的彎曲彈簧板5-3與第二上頂板5-15之間的最短距離為L(zhǎng)7，位于所述第二質(zhì)量塊5-2下端的彎曲彈簧板5-3與第二下底板5-16相接觸，所述第二質(zhì)量塊5-2與第一前側(cè)板5-11之間的最短距離為L(zhǎng)8，所述第二質(zhì)量塊5-2與第一后側(cè)板5-12之間的最短距離為L(zhǎng)9，所述(L8+L9) < L7 ;所述第二質(zhì)量塊5-2與第一左側(cè)板5_13之間的最短距離為L(zhǎng)10，所述第二質(zhì)量塊5-2與第一右側(cè)板5-14之間的最短距離為1^11，所述(1^10+1^11) < L7。
如圖7和圖8所示，所述第三殼體6-1的形狀為空心圓柱體，所述大質(zhì)量塊6-3和小質(zhì)量塊6-2的形狀均為球形，所述小質(zhì)量塊6-2的數(shù)量是至少為兩個(gè)，所述小質(zhì)量塊6-2與第三殼體6-1上底面之間的最 短距離為L(zhǎng)12，相鄰兩個(gè)所述小質(zhì)量塊6-2之間的最短距離為 L13，所述 L12 > L13。
如圖2所示，所述第二軸向吸振器6的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述第二軸向吸振器6對(duì)稱設(shè)置，能提高軸向吸振效果。
本實(shí)施例中，所述第一粘性流體4-4、第二粘性流體5-4和第三粘性流體6_4均為硅油、水銀或礦物油。
本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述第一粘性流體4-4的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊4-2后剩余體積的85%，所述第二粘性流體5-4的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊5-2和彎曲彈簧板5-3后剩余體積的85%，所述第三粘性流體6-4的體積為第三殼體6-1內(nèi)放置大質(zhì)量塊6-3和小質(zhì)量塊6-2后剩余體積的85%。
本實(shí)施例的工作原理為:使用時(shí)，將上接頭I采用銷釘與鉆桿連接，下接頭3采用銷釘與鉆頭連接即可。當(dāng)鉆桿工作時(shí)，鉆桿上的扭矩經(jīng)鉆桿保護(hù)器傳遞到鉆頭上，通過鉆頭實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土的切削作用。在切削過程中，由于切削力的不均勻和地層材料的不同產(chǎn)生振動(dòng)，如果沒有鉆桿保護(hù)器，振動(dòng)會(huì)通過鉆頭傳遞到鉆桿上，而由于鉆桿通過動(dòng)力頭連接裝置與設(shè)備連接，因此使得設(shè)備發(fā)生振動(dòng)，這樣降低了設(shè)備的使用壽命，使得設(shè)備容易損壞。而通過本實(shí)施例鉆桿保護(hù)器，使得鉆頭上的振動(dòng)傳遞到鉆桿保護(hù)器上，鉆桿保護(hù)器中的周向吸振器4、第一軸向吸振器5和第二軸向吸振器6的質(zhì)量塊和粘性流體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量塊與粘性流體之間以及質(zhì)量塊與殼體內(nèi)壁之間發(fā)生碰撞作用，實(shí)現(xiàn)碰撞快速耗能，同時(shí)通過粘性液體晃動(dòng)耗能作用，使得振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉；因粘性流體具有一定的阻尼作用，因此可以有效降低振動(dòng)幅值，并且可以消除產(chǎn)生的二次高頻振動(dòng)。上述過程中，如果產(chǎn)生的是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，則主要是通過周向吸振器4來實(shí)現(xiàn)減振，第一軸向吸振器5和第二軸向吸振器6在此方向上的耗能效果弱一些；如果產(chǎn)生的振動(dòng)是軸向振動(dòng)，則主要是通過第一軸向吸振器5和第二軸向吸振器6來實(shí)現(xiàn)減振，周向吸振器4在此方向上的耗能效果弱一些?？傊ㄟ^鉆桿保護(hù)器使得振動(dòng)傳遞到鉆桿以及與鉆桿連接的設(shè)備的振動(dòng)幅值均降低，從而有效保護(hù)鉆桿和相關(guān)設(shè)備，使其受振動(dòng)作用而產(chǎn)生破壞程度大大降低，保證鉆桿和設(shè)備的使用壽命。
實(shí)施例2
如圖9至圖12所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是:所述箱體2的橫截面形狀為長(zhǎng)方形，所述第一殼體的形狀為長(zhǎng)方形。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:由吸振裝置、上接頭(I)和下接頭(3)組成，所述吸振裝置包括箱體(2)，所述上接頭(1)固定在箱體(2)的上端，所述下接頭(3)固定在箱體(2)的下端，所述箱體(2)的內(nèi)部沿周向設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的周向吸振器(4)，所述箱體(2)的內(nèi)部且位于周向吸振器(4)內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于吸收鉆桿工作中產(chǎn)生縱向振動(dòng)的第一軸向吸振器(5)和第二軸向吸振器(6)，所述周向吸振器(4)包括與箱體(2)內(nèi)壁固定連接的第一殼體和均勻固定在第一殼體內(nèi)部且將第一殼體分為多個(gè)腔體的多塊隔板(4-3)，每個(gè)所述腔體的內(nèi)部均設(shè)置有第一質(zhì)量塊(4-2)，所述腔體內(nèi)填充有第一粘性流體(4-4 )，所述第一粘性流體(4-4 )的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊(4-2)后剩余體積的80% 90% ;所述第一軸向吸振器(5)設(shè)置在箱體(2)的內(nèi)部中心位置處，所述第一軸向吸振器(5)包括與箱體(2)內(nèi)壁固定連接的第二殼體和設(shè)置在第二殼體內(nèi)部的第二質(zhì)量塊(5-2)，所述第二質(zhì)量塊(5-2)的上下兩端均固定有彎曲彈簧板(5-3)，所述第二殼體內(nèi)填充有第二粘性流體(5-4)，所述第二粘性流體(5-4)的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊(5-2)和彎曲彈簧板(5-3)后剩余體積的80% 90% ;所述第二軸向吸振器(6 )設(shè)置在周向吸振器(4 )與第一軸向吸振器(5 )之間，所述第二軸向吸振器(6)包括與箱體(2)內(nèi)壁固定連接的第三殼體(6-1)以及設(shè)置在第三殼體(6-1)內(nèi)部的大質(zhì)量塊(6-3 )和小質(zhì)量塊(6-2 )，所述第三殼體(6-1)內(nèi)填充有第三粘性流體(6-4 )，所述第三粘性流體(6-4)的體積為第三殼體(6-1)內(nèi)放置大質(zhì)量塊(6-3)和小質(zhì)量塊(6-2)后剩余體積的80% 90%。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一殼體由相連接的第一上頂板(4-11)、第一下底板(4-12)、外側(cè)板(4-13)、內(nèi)側(cè)板(4-14)和側(cè)封板(4-15)組成,所述側(cè)封板(4-15)的數(shù)量為兩塊,所述隔板(4_3)與第一上頂板(4-11)、第一下底板(4-12 )、外側(cè)板(4-13 )和內(nèi)側(cè)板(4-14)的內(nèi)壁均固定連接，所述第一質(zhì)量塊(4-2 )與外側(cè)板(4-13 )和內(nèi)側(cè)板(4-14 )之間均有間隙，所述第一質(zhì)量塊(4-2 )的形狀為球形，所述第一質(zhì)量塊(4-2)與第一上頂板(4-11)之間的最短距離為L(zhǎng)I，所述第一質(zhì)量塊(4-2)與第一下底板(4-12)之間的最短距離為L(zhǎng)2，位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊(4-2)與位于其一側(cè)的側(cè)封板(4-15)之間的最短距離為L(zhǎng)3，位于前后兩端的所述第一質(zhì)量塊(4-2)與位于其另一側(cè)的隔板(4-3)之間的最短距離為L(zhǎng)4，所述(L1+L2)< (L3+L4);位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊(4-2)與位于其一側(cè)的隔板(4-3)之間的最短距離為L(zhǎng)5，位于中間位置的所述第一質(zhì)量塊(4-2)與位于其另一側(cè)的隔板(4-3)之間的最短距離為L(zhǎng)6，所述(L1+L2)〈(L5+L6)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述箱體(2)的橫截面形狀為圓角矩形，所述第一殼體的橫截面形狀為扇環(huán)形。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述箱體(2)的橫截面形狀為長(zhǎng)方形，所述第一殼體的形狀為長(zhǎng)方形。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述周向吸振器(4 )的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述周向吸振器(4 )左右對(duì)稱設(shè)置。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第二殼體的形狀為空心正方體，所述第二殼體由相連接的第一前側(cè)板(5-11)、第一后側(cè)板(5-12)、第一左側(cè)板(5-13)、第一右側(cè)板(5-14)、第二上頂板(5-15)和第二下底板(5-16)組成，所述第二質(zhì)量塊(5-2)的形狀為圓柱形，位于所述第二質(zhì)量塊(5-2)上端的彎曲彈簧板(5-3)與第二上頂板(5-15)之間的最短距離為L(zhǎng)7，位于所述第二質(zhì)量塊(5-2)下端的彎曲彈簧板(5-3)與第二下底板(5-16)相接觸，所述第二質(zhì)量塊(5-2)與第一前側(cè)板(5-11)之間的最短距離為L(zhǎng)8，所述第二質(zhì)量塊(5-2)與第一后側(cè)板(5-12)之間的最短距離為L(zhǎng)9，所述(L8+L9) < L7 ;所述第二質(zhì)量塊(5_2)與第一左側(cè)板(5_13)之間的最短距離為L(zhǎng)10，所述第二質(zhì)量塊(5-2)與第一右側(cè)板(5-14)之間的最短距離為L(zhǎng)I I，所述(L10+L11)< L7。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第三殼體(6-1)的形狀為空心圓柱體，所述大質(zhì)量塊(6-3)和小質(zhì)量塊(6-2)的形狀均為球形，所述小質(zhì)量塊(6-2)的數(shù)量是至少為兩個(gè)，所述小質(zhì)量塊(6-2)與第三殼體(6-1)上底面之間的最短距離為L(zhǎng)12，相鄰兩個(gè)所述小質(zhì)量塊(6-2)之間的最短距離為L(zhǎng)13，所述L12 > L13。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第二軸向吸振器(6)的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述第二軸向吸振器(6)對(duì)稱設(shè)置。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一粘性流體(4-4)、第二粘性流體(5-4)和第三粘性流體(6-4)均為硅油、水銀或礦物油。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，其特征在于:所述第一粘性流體(4-4)的體積為所述腔體內(nèi)放置第一質(zhì)量塊(4-2)后剩余體積的85%，所述第二粘性流體(5-4)的體積為第二殼體內(nèi)放置第二質(zhì)量塊(5-2)和彎曲彈簧板(5-3)后剩余體積的85%，所述第三粘性流體(6-4)的體積為第三殼體(6-1)內(nèi)放置大質(zhì)量塊(6-3) 和小質(zhì)量塊(6-2)后剩余體積的85%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于吸收鉆桿沖擊振動(dòng)的鉆桿保護(hù)器，由吸振裝置、上接頭和下接頭組成，吸振裝置包括箱體，上接頭和下接頭分別固定在箱體上下兩端，箱體內(nèi)沿周向設(shè)有周向吸振器，箱體內(nèi)且位于周向吸振器內(nèi)側(cè)設(shè)有第一軸向吸振器和第二軸向吸振器，周向吸振器包括第一殼體和固定在第一殼體內(nèi)且將其分為多個(gè)腔體的隔板，腔體內(nèi)設(shè)有第一質(zhì)量塊和第一粘性流體；第一軸向吸振器包括第二殼體和設(shè)置在其內(nèi)的第二質(zhì)量塊，第二質(zhì)量塊上下兩端均固定有彎曲彈簧板，第二殼體內(nèi)填充有第二粘性流體；第二軸向吸振器包括第三殼體及設(shè)置在其內(nèi)的大質(zhì)量塊和小質(zhì)量塊，第三殼體內(nèi)填充有第三粘性流體。本發(fā)明可快速降低鉆削過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，減振效率高。
文檔編號(hào)E21B17/07GK103147696SQ201310087309
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者成建聯(lián), 徐信芯, 夏北, 趙鐵栓, 顧海榮 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)