[发明专利]一种油田钻井用主动减震器

说明书

技术领域

本发明属于油田钻井领域一种减震器，特别是一种油田钻井用主动减震 器。

背景技术

减震器通过吸收钻头跳动能量并转换成其它形式的能量来消除钻头跳动 对钻井杆柱的损害，钻具破坏能引发工程事故，严重的使油井报费。目前的井下 减震装置一般为补偿钻具长度的伸缩类阻尼减震器，如弹簧式被动减震，或者为 液压式被动减震。弹簧式减震容易导致弹簧疲劳失效，最终载荷还是加在钻铤上。 如2006年3月29日公开的中国专利CN2767638Y就公开了一种这样的减震器， 其很容易造成弹簧的疲劳失效。液压式被动减震装置对其自身的活塞密封性能要 求比较高，在高井下围压下(深井)，活塞要克服围压工作，极大地增加了活塞密 封负荷，造成液压油易泄漏，液压油泄漏后，就丧失减震功能，工作性能不稳定， 并因内部活塞无阻尼伸缩的冲击，引发重大的钻具安全隐患。若在中途更换已丧 失减震功能的减震器，需要将数十吨或者上百吨的钻具从井底提上来，工作量大 严重影响工作效率和增加钻井成本。所以，此类在钻具长度上伸缩补偿的减震工 具井下安全系数低，有很大的工程风险。

发明内容

为了解决背景技术在存在的问题，本发明提供了一种油田钻井用主动减 震器，本发明的减震为主动减震，依靠转子摆块旋转的陀螺效应，即发生源产生 多少震动载荷，此减震装置在能力范围内产生多大的抵抗力抵抗震动，工作性能 稳定可靠、减震效果好，并本减震器外筒是固定的无伸缩活动部件，其上下连接 与普通钻杆扣一样的连接，所以是本安型钻具，工程安全系数很高与普通钻铤相 同。

本发明的技术方案是：本发明的油田钻井用主动减震器固定安装于钻铤 内，其包括动力源、磁耦合机构和减震节；所述磁耦合机构上端与动力源相连接， 下端连接减震节；所述减震节包括减震轴、铰接在减震轴上的偶数个在减震轴的 轴向上间隔设置的摆重块；所述磁耦合机构将动力源的旋转运动传递给减震轴从 而带动摆重块旋转；摆重块在其自身惯性和向心力的作用下产生与震动方向相反 的加速度从而进行减震。即依靠转子摆块旋转的陀螺效应减震；上述磁耦合机构 包括外磁桶、耦合轴、隔离套；耦合轴置于外磁桶内，外磁桶与耦合轴之间设置 隔离套，外磁桶与耦合轴外壁分别固定安装有多个异极磁铁块。

所述摆重块为半环形金属摆重块，其开口方向在减震轴的周向上依次间 隔90度角；所述半环形金属摆重块的数量为4个；

所述减震节的数量为2-6节，相邻两个减震节之间的旋转运动通过相邻两 个减震轴的固定连接而进行传递。

所述减震节的数量为2或3节；所述减震轴(8)的横截面为正方形。

本发明的有益效果是：

1、本发明的减震器外筒无相对伸缩运动，是固定外筒，所以工程安全上等同普 通钻杆，这对钻井工程尤为重要。

2、本发明的减震器结构简单，操作方便，稳定性和密封性好，使用过程中性能 发挥稳定，依靠转子摆块旋转的陀螺效应当钻铤作突然震动时产生一个方向的加 速度a1通过螺栓传递到减震轴上，高速旋转的摆动块由于惯性作用，产生一个 相反方向的加速度a2通过减震轴传到钻铤上来平衡a1，以达到减震效果；

3、将以往的被动减震改为主动减震，通过控制动力源的转速、摆重块的数量以 及减震轴的节数可以改变转子摆块的陀螺力矩的大小以适应不同范围的抵抗震 动，工作性能稳定可靠、减震效果好；

4、装置中部件之间采用螺栓或螺纹连接，方便装置的拆卸。

附图说明

图1为是本发明的结构示意图。

图中1-动力源，2-钻铤，3-外磁桶，4-隔离套，5-耦合轴，6-磁铁块，7- 轴承上端盖，8-减震轴，9-摆重块，10-第一轴承，11-连接套，12-第二轴承，13- 密封下端盖，14-轴承套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：