【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气勘探钻井振动控制，具体涉及一种刚度可调的井下复合式轴向减振器。
技术介绍
1、油气勘探开发钻井过程中，由于钻头与所钻岩层的相互作用不可避免地会产生憋钻、跳钻以及轴向共振现象，从而引发钻柱发生剧烈地轴向振动，钻柱的剧烈振动不仅会导致钻头的冲蚀、疲劳、扭断、失效，还会引起其他钻具过早地损坏，降低钻进速度，甚至还会引发严重井下事故以致井筒报废，由钻柱振动引起的钻柱损耗及钻柱事故制约着钻井技术向高转速、高效钻井方向发展。
2、对钻柱振动有效的抑制措施是使用轴向减振器或者增加钻压。但由于钻柱激振及振动机理甚为复杂，目前钻井减振器均为被动式不可控的机械减振器，无法满足复杂的钻柱振动控制的需求。近年来，磁流变液及振动主动控制技术在汽车减振领域实现了落地量产，为解决钻柱主动控制提供了启发和可能。要实现钻柱振动的主动控制，前提是设计出一套可以动态调控的减振系统。钻柱减振系统要承受和传递钻井过程高吨位力值，但是在其结构设计方面，减振系统空间尺寸严重受限，因此可控减振系统结构设计有很大难度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种刚度可调的井下复合式轴向减振器，将碟簧弹性元件及磁流变可控阻尼结构集成在一起构成一种复合式轴向减振器，在小振幅振动下可以刚性传递轴向载荷增压力，在大振幅剧烈振动时碟簧得以压缩或复原，通过控制磁流变阻尼力调节减振器的动态刚度，实现模态的改变及其熄振。该复合式减振器可以满足钻柱振动主动控制的实现对执行结构的要求。
2、一种可
3、减振器外缸筒(3)套装在减振器内缸筒(1)之外，两者上端通过轴向花键及径向定位销固定连接；减振器内缸筒(1)上端端部通过螺纹与钻挺或钻杆连接；在减振器外缸筒(3)与减振器内缸筒(1)连接处的下部，两者之间形成环形腔；环形腔内的上部分放置碟簧组(4)，下部分设置液压减振器；该液压减振器包括磁流变液、碟簧组(4)、浮动活塞(5)、活塞传力筒(6)、固定活塞(7)、电磁感应线圈(8)、活塞推力杆(9)、双头螺纹连接套(11)、滑动花键(12)以及过渡连接轴(13)；
4、环形的浮动活塞(5)设置在环形腔内的碟簧组(4)的下方；活塞传力筒(6)套装在减振器内缸筒(1)之外，并可相对减振器内缸筒(1)上下滑动；活塞传力筒(6)的上端卡在浮动活塞(5)的下端部；
5、环形腔的中部设置环形的固定活塞(7)，其外侧与减振器外缸筒(3)内壁固连，内侧与活塞传力筒(6)内壁之间留有缝隙；固定活塞(7)内部设置有电磁感应线圈(8)；
6、环形腔的下部设置有筒状的活塞推力杆(9)，其上端卡在活塞传力筒(6)的下端部；环形腔内活塞推力杆(9)与浮动活塞(5)之间的部分放置磁流变液体；
7、双头螺纹连接套(11)设置在减振器外缸筒(3)内的下部，其上部的外螺纹与活塞推力杆(9)下部的内螺纹连接，下部的外螺纹与过渡连接轴(13)的上端内螺纹连接，且过渡连接轴(13)的上端外部通过滑动花键(12)与减振器外缸筒(3)下部的内壁连接。
8、进一步的，所述液压减振器包括轴向防脱螺母(10)；减振器内缸筒(1)下部连接有轴向防脱螺母(10)。
9、本专利技术具有如下有益效果：
10、本专利技术提出了一种可调阻尼的筒式磁流变液减振器，复合轴向液压减振器的动态刚度由机械碟簧组的线性刚度和可控阻尼磁流变液减振器的可变阻尼力共同决定；该结构兼顾了轴向载荷增压力的刚性传递及钻柱轴向剧烈振动的主动控制；该结构设计紧凑，尺寸和强度满足钻井设备设计输入的约束条件，为钻柱轴向振动主动控制技术的实现奠定了基础。
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1.一种可调阻尼的筒式磁流变液减振器，其特征在于，包括减振器内缸筒(1)、减振器外缸筒(3)、磁流变液、碟簧组(4)、浮动活塞(5)、活塞传力筒(6)、固定活塞(7)、电磁感应线圈(8)、活塞推力杆(9)、双头螺纹连接套(11)、滑动花键(12)以及过渡连接轴(13)；
2.如权利要求1所述的一种可调阻尼的筒式磁流变液减振器，其特征在于，所述液压减振器包括轴向防脱螺母(10)；减振器内缸筒(1)下部连接有轴向防脱螺母(10)。
【技术特征摘要】
1.一种可调阻尼的筒式磁流变液减振器，其特征在于，包括减振器内缸筒(1)、减振器外缸筒(3)、磁流变液、碟簧组(4)、浮动活塞(5)、活塞传力筒(6)、固定活塞(7)、电磁感应线圈(8)、活塞推力杆(9)、双头螺纹连接套(...
【专利技术属性】
技术研发人员：管继富，刘志伟，么鸣涛，徐明清，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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