[发明专利]一种液气式减震器

说明书

技术领域

本发明涉及的是钻井工程所用的一种液气式减震器。

背景技术

现有技术中此类减震器已有以下专利文献予以批露。

中国专利说明书CN 85 2 02386 U(1986年5月21日公告)描述了自动送钻液力减震器，该减震器在钻头喷嘴压降的作用下每级活塞所受推力之和便是钻压，在此推力作用下，实现活塞行程上的自动进给，各级活塞-液缸又是一个减震元件。

中国专利说明书ZL200520002102.3(2006年3月29日授权)描述了一种适用于欠平衡空气循环钻井的空气机械减震器，包括花键心轴、花键筒体、碟簧筒体、碟簧组、调整套、调整环、下接头等部件组成，该减震器采用机械式工作原理，克服了液压式减震器对密封的高度依赖。

中国专利说明书ZL200620115702.5(2006年5月16日授权)描述了气体加压减震器，该减震器利用气体的可压缩性，以气体作为弹性元件，实现钻柱减震，并具有柔性好，适用范围宽，减震效果好，使用周期长的特点，还可用于辅助加压，减少送钻冲击。

中国专利说明书ZL2005020142900.6(2006年12月26日授权)描述了双级双作用减震器，该减震器心轴的下端与一心管的上端联接，在该心管的下端与外侧的下接头之间装有下密封，在弹簧外套的上部与心轴之间设有上密封，是在心轴与心管之间增加中密封接箍，这样就构成了上、中、下三道密封和三道防掉机构，实现双级双作用减震。

钻具失效是始终困绕着钻井工程师们，其中钻具断裂失效是钻具失效的主要形式之一，产生钻具断裂失效的最主要的原因是在钻井过程中，钻柱振动剧烈，发生疲劳破坏。特别是近年来气体钻井技术在国内外迅速发展和推广开来，气体钻井过程中，钻柱的振动更加剧烈，钻具事故时常发生。根据对近两年四川地区实施气体钻井的68口井的统计，共发生了69次钻具失效事故，其中钻具断裂失效事故60次。而采用现有常用减震器很难达到减震的目的，急需一种适用性更强的减震器。

如上文献中所述的各类减震器，都有着各自的优点，但也存在各自的局限性，采用液压式减震器具有稳定性好的特点，但可压缩性小，变化幅度小，减震效果一般；采用机械式减震器具有适用范围大，可用于气体钻井，但使用寿命短；利用气体随温度、压力变化而体积变化的减震器具有柔性好，变化幅度大，减震效果好的特点，但冲击性大，稳定性效差；因此急需一种柔性好、适用范围广、稳定性好、使用寿命长的新型减震器，根据上述技术背景而提出的本发明。

发明内容

为克服已有技术存在的不足，本发明了一种液气式减震器，由上接头、花键外筒、缸套、心轴、活塞、防掉接头及下接头等几大部分组成，基本特征是：上接头与花键外筒花键相联，减震器的外筒体由花键外筒、缸套构成，心轴及活塞装在缸套内，并与上接头螺纹相联，防掉接头与缸套及下接头螺纹相联。本发明的目的在于提供一种柔性好、适用范围广、稳定性好、使用寿命长的液气式减震器。

本发明的目的在于提供一种柔性好、适用范围广、稳定性好、使用寿命长的液气式减震器。

本发明还采用如下技术方案：

上接头为一管状结构，上部有螺纹，以便与其它钻具相联，中间部分有花键与花键外筒相联接，下部与心轴螺纹联接。花键外筒上端部装有挡泥环及外密封圈，以保证花键联接处的内部清洁。心轴上端部有加有密封垫片，中间有一凸台，凸台上部为气缸，下部为液缸，凸台上布有数个小孔，以使气液压力相平衡，凸台上装有隔离环。活塞位于油缸下部，活塞上分别装有内活塞环、外活塞环及密封圈，起密封活塞与油缸间隙作用。缸套上部装有安全阀，当气缸内压力过高时安全阀自动卸压，保证钻具及井下安全，中部装有气咀，下部装有油咀，分别用于往气缸及液缸里注气、注液。防掉接头下部有一台肩，当气缸及液缸内注入一定压力的气、液时，台肩下部与心轴相接触，起防掉作用。下接头下部有螺纹，以便与其它钻具相联接，上部留有一定的环空，以利于心轴活动。

本减震器较现行稳定器具有如下优点：

1、适用范围广，气缸气压及液缸油压可以根据现场需要进行调节，增加了该减震器的适用性，不仅适用于常规泥浆钻井，而且适用于钻柱振动剧烈的气体钻井；

2、柔性好，减震效果好，采用液气式弹性作为减震元件，气体随温度、压力的变化产生体积变化，具有很好的吸震作用；

3、具有加压功能，气体体积在压力减小时迅速膨胀，可实现自动送钻、加压功能；

4、冲击小，稳定性好，隔离环将阻止气压过大，高压气体压力全部传递给液缸液体，不至于使钻头受到过大冲击力，能有效地防止二次冲击。