專利名稱：用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，用于將氣體作為循環(huán)介質(zhì)時(shí)的油氣鉆井， 涉及氣體鉆井鉆柱橫向減震裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在鉆井作業(yè)過程中，常規(guī)的鉆井作業(yè)都需要采用鉆井泥漿作為鉆井的循環(huán)介質(zhì)， 鉆井液可以在鉆井過程中起到冷卻鉆具的作用，更重要的是可以將鉆頭碾碎的鉆屑帶出地 面，起到清潔井筒的作用，而且，井筒中的鉆井液在鉆井的過程中還能起到對(duì)鉆具的扶持作 用，減少鉆具的震動(dòng)；但是，常規(guī)采用鉆井液作為鉆井介質(zhì)的技術(shù)在鉆井機(jī)械鉆速上有較大 的局限性，不能大幅度的提高鉆井速度，特別是在一些堅(jiān)硬的地層，機(jī)械鉆速十分緩慢，因 此，難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的速度；目前，由于氣體獲取方便，具有比重小的特點(diǎn)，可 以大幅度提高鉆井的機(jī)械鉆速，因此，國(guó)外已經(jīng)大量的使用氣體作為鉆井過程的介質(zhì)，國(guó)內(nèi) 也在大量的推廣使用氣體作為鉆井介質(zhì)，這種鉆井方法比常規(guī)鉆井液的鉆井方法可以提高 4倍以上的鉆井速度，因此大幅度的提高了鉆井的機(jī)械鉆速；但是，使用氣體作為鉆井介質(zhì) 時(shí)，由于井筒內(nèi)缺少鉆井液的阻尼減振作用，因此，導(dǎo)致鉆柱橫向振動(dòng)的振幅很大，振動(dòng)頻 率很高，與泥漿鉆井相比，由于鉆柱橫向的振幅大，頻率高，因此這是導(dǎo)致鉆柱聯(lián)接螺紋疲 勞斷裂，和其他類型鉆柱損壞的主要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，在鉆柱運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，采用流體數(shù)值模 擬技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種即能減小鉆柱橫向振動(dòng)，又能使巖屑順利通過，還能兼顧穩(wěn)定器效能的 用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由一個(gè)短接和減震套構(gòu)成，其特征是所述短接包 括一個(gè)減震器本體1和減震棱套3，在減震器本體1的兩端設(shè)置有限位圈2和斜鍵槽6，兩 端限位圈2之間的長(zhǎng)度大于減震棱套3的長(zhǎng)度；所述減震棱套3是空心的斜弓形腰鼓狀結(jié) 構(gòu)，減震棱套3上設(shè)置有減震棱4，在減震棱套3兩端內(nèi)圓上設(shè)置有斜凸鍵5 ；所述減震棱套3套裝在減震器本體1上的限位圈2以內(nèi)；所述斜鍵槽6設(shè)置在減震器本體1上的限位圈2以內(nèi)；所述斜鍵槽6的形狀與斜凸鍵5的形狀是相配合的；限位圈2之間的長(zhǎng)度大于減震棱套3的長(zhǎng)度，該距離為減震棱套行程，限位圈2通 過螺紋與本體聯(lián)接；在正常狀態(tài)下，減震棱套3成弓形腰鼓狀，在鉆井過程中，由于氣體鉆井時(shí)井筒中 沒有鉆井液的減震作用，導(dǎo)致鉆柱振動(dòng)，將本發(fā)明串聯(lián)在鉆柱中指定位置，當(dāng)減震棱4承受 壓力時(shí)，減震棱4便會(huì)向內(nèi)屈曲，貼向本體，由于兩道限位圈2之間的長(zhǎng)度大于減震棱套3 的長(zhǎng)度，所以減震棱套3在收到壓力時(shí)可以向兩頭移動(dòng)，當(dāng)減震棱套3的兩端到達(dá)限位圈2 時(shí)，限位圈2限制其移動(dòng)行程，使減震棱4縮徑吸收鉆柱橫向振動(dòng)的能量，從而減小鉆柱橫向振動(dòng)；在上提鉆具的過程中，減震棱4可在限定的范圍內(nèi)向下延展，使減震棱套3的直徑 縮小，因此，不會(huì)造成井下復(fù)雜情況；設(shè)置在減震棱套3內(nèi)的斜凸鍵5與本體1上的斜鍵槽 6相匹，可以起到傳遞扭矩的作用，使減震棱套3隨著鉆具的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，可以消除鉆 柱的偏心，減小鉆柱的磨損，還可以修正井壁，有利于鉆井后期作業(yè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是減震棱設(shè)計(jì)成弓形腰鼓狀結(jié)構(gòu)，除兩端的支撐部分 夕卜，減震棱不與本體接觸，流道空間近似于環(huán)空，因此高速移動(dòng)的巖屑流不會(huì)被阻擋，具有 較好的巖屑流通性；將大大減小鉆柱的橫向振動(dòng)，延長(zhǎng)下部鉆具使用壽命；設(shè)計(jì)的斜凸鍵5 與斜鍵槽6相匹，可以傳遞扭矩，使減震棱套3隨鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，具有減小鉆柱的磨損和 修正井壁的重要作用。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是放大的本發(fā)明減震棱套的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明未套裝減震棱套時(shí)本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明圖2的右視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出
具體實(shí)施例方式本適用新型由一個(gè)短接構(gòu)成，短接包括減震 器本體1和減震棱套3，在減震器本體1上設(shè)置有兩道限位圈2和斜鍵槽6，限位圈2通過 螺紋與減震器本體1聯(lián)接，兩道限位圈2之間的長(zhǎng)度大于減震棱套3的長(zhǎng)度，該距離為減震 棱套行程，減震棱套3套裝在減震器本體1兩道限位圈2以內(nèi)；為了減震的目的，在減震棱 套3上設(shè)置有互成90°排列組成的減震棱4，在減震棱套3兩端內(nèi)圓上設(shè)置有斜凸鍵5，設(shè) 置的斜鍵槽6的形狀與斜凸鍵5的形狀是相配合的，裝配時(shí)，斜凸鍵5配入斜鍵槽6中；為 了達(dá)到收縮減震的目的，減震棱套3是空心的斜弓形腰鼓狀結(jié)構(gòu)；本發(fā)明工作原理如下本發(fā)明由四個(gè)具有彈性的減震棱4組成一個(gè)減震棱套3，在 正常狀態(tài)下，減震棱套3成斜弓形腰鼓狀，具有彈性的減震棱4為彈簧鋼制成，并事先設(shè)定 了彈性屈曲門限壓力值；在鉆井過程中，由于氣體鉆井井筒中無鉆井液的減震作用，導(dǎo)致鉆 柱振動(dòng)嚴(yán)重，將本發(fā)明根據(jù)鉆具組合的需要串聯(lián)在鉆柱中指定位置，當(dāng)減震棱4承受門限 壓力值壓力時(shí)，減震棱4便會(huì)向內(nèi)屈曲，貼向本體，由于兩端限位圈2之間的長(zhǎng)度大于減震 棱套3的長(zhǎng)度，所以減震棱套3可以向兩頭移動(dòng)，當(dāng)減震棱套3的兩端到達(dá)限位圈2時(shí)， 限 位圈2限制其移動(dòng)行程，從而達(dá)到減震棱4縮徑的目的，減震棱4的彈性縮徑可以吸收鉆柱 橫向振動(dòng)的能量，從而減小鉆柱橫向的振動(dòng)；當(dāng)上提鉆具使減震棱4上承受的力達(dá)到設(shè)定 的門限壓力時(shí)，減震棱4可在限定的范圍內(nèi)向下延展，使減震棱套3的直徑縮小，因此，不會(huì) 造成因?yàn)闇p震器帶來的井下復(fù)雜情況；本發(fā)明減震棱套3內(nèi)的斜凸鍵5與本體上的斜鍵槽 6相匹，可以起到傳遞扭矩的作用，當(dāng)鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，套裝在本體1上的減震棱套3也隨著轉(zhuǎn) 動(dòng)，因此，不但可以消除鉆柱的偏心，減小鉆柱的磨損，還可以修正井壁，有利于鉆井后期作 業(yè)。
權(quán)利要求
一種用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，由短接和減震套構(gòu)成，其特征是所述短接包括一個(gè)減震器本體，在減震器本體兩端設(shè)置有限位圈和斜鍵槽，限位圈之間的長(zhǎng)度大于減震棱套的長(zhǎng)度；所述減震套是腰鼓型結(jié)構(gòu)，在減震棱套上設(shè)置有減震棱，減震棱套兩端內(nèi)圓上設(shè)置有斜凸鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，其特征是所述減震棱套3 套裝在減震器本體1上的限位圈2以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，其特征是所述斜鍵槽設(shè) 置在減震器本體上的限位圈以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，其特征是所述斜鍵槽的 形狀與斜凸鍵的形狀是相配合的。
全文摘要
一種用于氣體鉆井的鉆柱橫向減震器，涉及氣體鉆井鉆柱橫向減震裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域，采用流體數(shù)值模擬技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種能減小鉆柱橫向振動(dòng)，又能使巖屑順利通過的鉆柱橫向減震器，包括減震器本體和減震棱套，在減震器本體上設(shè)置有限位圈和斜鍵槽，減震棱套上設(shè)置有減震棱；本發(fā)明解決了沒有鉆井液的阻尼減振作用，導(dǎo)致鉆柱橫向振幅大，振動(dòng)頻率高的問題，本發(fā)明流道空間近似于環(huán)空，具有較好的巖屑流通性，可有效減小鉆柱的橫向振動(dòng)，延長(zhǎng)下部鉆具使用的壽命。
文檔編號(hào)E21B17/07GK101845941SQ20101014289
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者劉云, 李剛, 王林, 肖洲, 蔣斌, 許期聰, 鄧虎, 黃述春 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司