Гидромеханический амортизатор-диспергатор типа ГНАД-195 (рис.1) состоит из корпуса 7 и полого вала 13, в верхней части которого установлен стакан 5 в виде усеченного конуса, снабженный камерой смещения В, с осевым 4 и тангенциальными каналами 6. Верхний переводник корпуса 3, внутренняя поверхность которого представляет собой конфузор, снабжен насадкой 1 и осевыми каналами 2. между корпусом 7 и полым валом 13 установлены пакет металлических колец 11 с упругими элементами 10, ограничительная втулка 14 и прорезная пружина 12. Пакет упругих элементов 10,снабженный продольными с возрастающими по сечению размерами сверху вниз отверстиями, взаимодействует с упорной втулкой 9 и дистанционной втулкой 8. Крутящий момент от корпуса валу передается шлицевым соединением, состоящим из шлицев 17, размещенных в пазах нижнего переводника 15 и ответных осевых пазах полого вала 13.
Гидромеханический амортизатор-диспергатор устанавливается в любом месте сжатой части КНБК. В процессе бурения осевая нагрузка на долото изменяется в такт происходящим на забое скважины колебательным процессам, возникающим из-за перекатывания шарошек долота как гладких конусов по ухабообразному забою, перекатывания шарошек долота с зубца на зубец по забою, колебания давления промывочной жидкости в результате работы поршневого бурового насоса и других процессов.
Колебания осевой нагрузки передаются валу амортизатора. Перемещая его по определенному закону относительно забоя скважины.
При подаче буровыми насосами промывочной жидкости за счет возникающего перепада давления в тангенциальных каналах 6 и сменной насадке 4 конусного стакана 5 полый вал 13 расклинивается в нижнее положение. При набегании долота на “ухабы” забоя и зубцовых ударах шарошек возникающая динамическая составляющая реакции забоя перемещает вал 13 вверх, преодолевая гидравлическую нагрузку и сопротивление пакета упругих элементов 10, что приводит к уменьшению амплитуды переменной нагрузки сжатия.
Жесткость жидкостной пружины амортизатора регулируется подбором диаметра сменной насадки 4 и регламентированным осевым перемещением вала13. При гидравлическом взаимодействии конусного стакана 5 с конфузором верхнего переводника 3 тангенциальные каналы 6 перекрываются, что сопровождается увеличением гидравлической нагрузки на вал 13, жестко соединенный с долотом.
Регулировка жесткости пакета упругих элементов 10 осуществляется в широком диапазоне за счет изменения их толщины. Диаметра и количества отверстий В, выполненных в каждом упругом элементе.
Движение вала 13 вверх относительно верхнего переводника 3 регламентируется ограничительной втулкой 14 для предотвращения разрушения упругих элементов. Прорезная пружина 12 компенсирует гидравлический удар, действующий на вал 13 с долотом при распрямление жидкостной пружины.
Процессы сжатия и распрямления гидравлической и механической частей амортизатора происходят синхронно, дополняя друг друга.
Использование гидромеханического амортизатора предлагаемой конструкции позволяет эффективно гасить низкочастотные и высокочастотные колебания бурильного инструмента при бурении глубоких скважин роторным или турбинным способом.
Расширение функциональных возможностей гидромеханического амортизатора, т.е. использование его в качестве забойного диспергатора, обеспечивается за счет соударения потоков промывочной жидкости из насадок 6 и 4 движения “струя в струю” в камере смещения и прерывистой подачи при перекрытии тангенциональных каналов 6. Применение диспергирующего узла в амортизаторе повышает степень разрушения коагуляционных агрегатов, способствует улучшению структурно-механических свойств бурового раствора, уменьшает время приготовления промывочной жидкости и обработки её с целью регулирования свойств, а также снижает расход дорогостоящих химических реагентов.
Работа гидравлической части амортизатора.
Работа демпфирующего эффекта ГНАД-195 помимо применения резиновых эластичных упругих элементов основана на использовании мощной гидравлической пружины, возникающей за счет падения расчетного давления в дросселе. Перепад давления во многом зависит от колебания скорости истечения промывочной жидкости из насадки струйного насоса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.