一种双向衡力防制动随钻减震器的制作方法

本技术涉及石油钻采井下工具，特别是涉及一种双向衡力防制动随钻减震器。

背景技术：

1、在油气田钻井作业中，随着井深和井身结构的变化，通过地面钻机施加给钻头的载荷很难平稳传递到位，经常因钻具摩阻的不确定性导致钻头上的工作载荷忽大忽小。当工作载荷小于正常载荷时，钻时慢，效率低，也会加速钻头磨损。而突然增高的载荷则会引起钻头制动和钻柱弹跳震动。因此，采用防制动减震技术将会大幅提高钻井效率。

2、减震器利用工具内部的减震元件吸收或减小钻井过程中钻头的冲击负荷、钻柱的震动负荷以及旋转破岩时的扭转负荷，从而保护钻头和钻具，达到降低钻井成本，提高钻井工作效率的目的。常用的减震器包括机械式减震器和液压式减震器。钻柱所产生的的震动是纵向和扭转的复合震动，使用双向减震器可以减少或者消除钻头旋转引起的震动，可以在很大程度上消除震动源，因此，具有轴向和扭转双重减震作用的双向减震器往往具有更好的减震效果。

3、液压式减震器采用硅油作为液体弹簧，其刚度取决于硅油的容积和充满的程度，然而液压式减震器对密封要求极高，密封件磨损导致漏油和井温变化对硅油影响十分敏感，其可靠性不如机械式减震器。机械式的双向减震器核心为一对大螺旋螺纹副，其对螺纹副加工精度有极高要求，并且该结构普遍采用多头螺纹副，造价昂贵。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种双向衡力防制动随钻减震器。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

3、一种双向衡力防制动随钻减震器，包括静压平衡总成、阻尼总成、蓄能总成和动力总成；所述静压平衡总成包括上部接头，所述上部接头的公扣端与平衡外筒上部的母扣端相连；

4、所述平衡外筒的内孔的上部装有平衡活塞，下部设有调整螺母和阻尼弹簧，并预留有调整螺母和阻尼弹簧的运行空间；所述平衡外筒下部的母扣端与蓄能外筒的公扣端连接；所述蓄能外筒内装有蓄能弹簧和第二推力滑动器，所述蓄能外筒的母扣端连接在动力外筒上；密封芯轴穿过蓄能弹簧和阻尼弹簧插入在平衡活塞中；

5、所述动力外筒中部的内壁面上设有第二多线螺旋齿，动力芯轴的上部穿过动力外筒连接在密封芯轴内孔的下部螺纹上，所述动力芯轴中部的外壁面上设有第一多线螺旋齿，所述第一多线螺旋齿和动力外筒的第二多线螺旋齿相互啮合。

6、其中，所述动力总成包括动力外筒和动力芯轴；位于所述第一多线螺旋齿下方的动力芯轴外壁面上设有滑动面，位于第二多线螺旋齿下方的动力外筒的内壁面上设有摩擦环，位于摩擦环下方的动力外筒内壁面上设有用于保持动力外筒和动力芯轴相互密封的密封组件，所述动力芯轴通过滑动面与摩擦环之间配合调整以保持与动力外筒同轴。

7、其中，所述动力芯轴的直螺纹端穿过动力外筒后与密封芯轴内孔的下部螺纹连接，密封芯轴下端的密封芯轴端面和动力外筒上端的动力外筒端面相抵，约束动力芯轴的移动位置。

8、其中，所述动力外筒的内壁面上设有第一台肩，所述动力芯轴上设有第二台肩，所述第二台肩位于第一多线螺旋齿的上方，第一台肩位于第二台肩上方，第一台肩和第二台肩相互配合限定双向衡力防制动随钻减震器的工作行程。

9、其中，所述蓄能总成包括蓄能外筒及蓄能弹簧；所述密封芯轴的下部外壁面上设有第三台肩，所述第二推力滑动器套设在密封芯轴上，并抵靠到第三台肩上；所述蓄能外筒的内壁面上设有第四台肩；所述第二推力滑动器的上方设有蓄能弹簧，所述蓄能弹簧的上端抵靠第四台肩。

10、其中，所述阻尼总成包括平衡外筒和套设在密封芯轴上的阻尼弹簧，所述阻尼弹簧的下端抵靠在蓄能外筒的第一公扣端面上。

11、其中，通过所述调整螺母和密封芯轴外壁面上的螺纹配合进而调整推动第一推力滑动器压紧阻尼弹簧，所述调整螺母可通过止推螺钉限位锁定。

12、其中，所述密封芯轴上的密封面穿过平衡活塞的内孔，所述平衡活塞的上端抵靠在上部接头的第二公扣端面上。

13、其中，所述平衡活塞的外壁面上设有第一密封圈，内壁面上设有第二密封圈，动力外筒的摩擦环下方的内壁面上设有用于保持动力外筒和动力芯轴相互密封的密封组件，所述第一密封圈、第二密封圈和密封组件之间的密闭空腔中加注有液压油。

14、同现有技术相比，本实用新型的突出效果在于：

15、本实用新型的双向衡力防制动随钻减震器可以用于钻机和钻头之间的钻柱中，调节因载荷变化导致的钻柱震动。采用该双向衡力防制动随钻减震器可以更好的调节钻机与钻头的载荷传递。

16、该双向衡力防制动随钻减震器具备静压平衡能力，平衡活塞将芯轴和外筒之间的空腔密封起来，可加入液压油，以保持长效润滑。平衡活塞可以左右移动，以平衡工具在井筒中的液柱静压，保证了密封圈两边的压力平衡，避免密封件单向承压，提高了工具使用寿命。

17、下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型的双向衡力防制动随钻减震器作进一步说明。

技术特征：

1.一种双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：包括静压平衡总成、阻尼总成、蓄能总成和动力总成；所述静压平衡总成包括上部接头(1)，所述上部接头(1)的公扣端与平衡外筒(3)上部的母扣端相连；

2.根据权利要求1所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述动力总成包括动力外筒(12)和动力芯轴(13)；位于所述第一多线螺旋齿(101)下方的动力芯轴(13)外壁面上设有滑动面(103)，位于第二多线螺旋齿(102)下方的动力外筒(12)的内壁面上设有摩擦环(14)，位于摩擦环(14)下方的动力外筒(12)内壁面上设有用于保持动力外筒(12)和动力芯轴(13)相互密封的密封组件(15)，所述动力芯轴(13)通过滑动面(103)与摩擦环(14)之间配合调整以保持与动力外筒(12)同轴。

3.根据权利要求2所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述动力芯轴(13)的直螺纹端穿过动力外筒(12)后与密封芯轴(8)内孔的下部螺纹连接，密封芯轴(8)下端的密封芯轴端面(104)和动力外筒(12)上端的动力外筒端面(105)相抵，约束动力芯轴(13)的移动位置。

4.根据权利要求3所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述动力外筒(12)的内壁面上设有第一台肩(106)，所述动力芯轴(13)上设有第二台肩(107)，所述第二台肩(107)位于第一多线螺旋齿(101)的上方，第一台肩(106)位于第二台肩(107)上方，第一台肩(106)和第二台肩(107)相互配合限定双向衡力防制动随钻减震器的工作行程。

5.根据权利要求4所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述蓄能总成包括蓄能外筒(9)及蓄能弹簧(10)；所述密封芯轴(8)的下部外壁面上设有第三台肩(108)，所述第二推力滑动器(11)套设在密封芯轴(8)上，并抵靠到第三台肩(108)上；所述蓄能外筒(9)的内壁面上设有第四台肩(109)；所述第二推力滑动器(11)的上方设有蓄能弹簧(10)，所述蓄能弹簧(10)的上端抵靠第四台肩(109)。

6.根据权利要求5所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述阻尼总成包括平衡外筒(3)和套设在密封芯轴(8)上的阻尼弹簧(7)，所述阻尼弹簧(7)的下端抵靠在蓄能外筒(9)的第一公扣端面(110)上。

7.根据权利要求6所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：通过所述调整螺母(4)和密封芯轴(8)外壁面上的螺纹配合进而调整推动第一推力滑动器(6)压紧阻尼弹簧(7)，所述调整螺母(4)可通过止推螺钉(5)限位锁定。

8.根据权利要求7所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述密封芯轴(8)上的密封面穿过平衡活塞(2)的内孔，所述平衡活塞(2)的上端抵靠在上部接头(1)的第二公扣端面(111)上。

9.根据权利要求8所述的双向衡力防制动随钻减震器，其特征在于：所述平衡活塞(2)的外壁面上设有第一密封圈(16)，内壁面上设有第二密封圈(17)，动力外筒(12)的摩擦环(14)下方的内壁面上设有用于保持动力外筒(12)和动力芯轴(13)相互密封的密封组件(15)，所述第一密封圈(16)、第二密封圈(17)和密封组件(15)之间的密闭空腔中加注有液压油(112)。

技术总结本技术公开了一种双向衡力防制动随钻减震器，包括静压平衡总成、阻尼总成、蓄能总成和动力总成；静压平衡总成包括上部接头，上部接头的公扣端与平衡外筒上部的母扣端相连；平衡外筒的内孔上部装有平衡活塞，下部设有调整螺母和阻尼弹簧；平衡外筒下部的母扣端与蓄能外筒的公扣端连接；蓄能外筒内装有蓄能弹簧和第二推力滑动器，蓄能外筒的母扣端连接在动力外筒上；密封芯轴穿过蓄能弹簧和阻尼弹簧插入在平衡活塞中；动力外筒中部的内壁面上设有第二多线螺旋齿，动力芯轴的上部穿过动力外筒连接在密封芯轴内孔的下部螺纹上，动力芯轴中部的外壁面上设有第一多线螺旋齿，第一多线螺旋齿和第二多线螺旋齿相互啮合。技术研发人员：李云虎,赵亮,白爽,王水生,魏小洋受保护的技术使用者：弗润联科（北京）石油科技有限公司技术研发日：20231220技术公布日：2024/7/9