本發明涉及一種鉆柱多級減震裝置，屬于鉆井設備技術領域。

背景技術：

鉆柱是鉆頭以上、水龍頭以下的鋼管柱的總稱。鉆柱主要包含方鉆桿，鉆桿，鉆鋌等鉆井用具。在實際深井的鉆井過程當中，井下環境非常惡劣，導致鉆柱的受力情況十分復雜，鉆柱總是承受著壓力、拉力、彎曲、扭力等載荷。在這些載荷的作用下，鉆柱在向下鉆進的過程中經常會伴隨著不穩定的振動狀態。鉆柱振動形式主要有以下三種：縱向振動、橫向振動、扭轉振動。而對直井而言，鉆柱疲勞破壞主要是由鉆柱縱向振動引起的。鉆柱縱向振動是沿軸線方向進行的。它的振動形態就像是在彈簧下端懸掛著重物在上下振動。鉆柱的縱向振動是直井鉆井中鉆柱振動最嚴重的一種振動形式。

鉆柱的縱向振動會使加在鉆頭上的鉆壓不均勻，鉆頭因為鉆柱的劇烈振動而跳離井底，沖擊力就會使鉆頭加速磨損，這樣鉆頭的使用壽命將變短，也導致了鉆頭的總進尺和機械鉆速大幅度下降。當鉆柱振動過于激烈時，會引起鉆機和井架的劇烈振動，因而對地面設備也有一定的破化性。鉆柱劇烈振動的同時也會導致鉆柱與鉆柱之間的連接接頭發生破損，通常是鉆鋌斷裂與鉆桿斷裂。鉆頭所產生的縱向振動頻率與鉆柱自身縱向振動頻率接近時，鉆柱將會發生縱向共振。當鉆柱縱向劇烈共振時，鉆柱所受的力會非常大，鉆柱的振動振幅也會很大，這就導致了鉆柱的斷裂或粘扣現象的發生。

所以為了降低鉆井成本，提高鉆井效率以及發展鉆井技術，需要設計鉆柱減震裝置，目前的鉆柱減震裝置一般采用一級減震結構，比如采用單一的液壓彈簧式減震器、空氣機械式減震器和全液壓式減震器，這些減震器在一定程度上降低了鉆柱的沖擊載荷，但是，在4500-6000m范圍內的深井以及6000-9000m超深井鉆探中，這種單一的減震器已經難以滿足減震需要，鉆柱仍然容易出現斷裂或粘扣現象，因此，需設計一種新型的多級減震裝置，以便滿足深井鉆探的需要。

技術實現要素：

本發明針對現有的技術問題，提供一種鉆柱多級減震裝置，目的是滿足深井鉆探的需要，擬解決現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鉆柱多級減震裝置，其包括鉆柱連接桿、減震筒一、空氣機械式減震器、彈性減震筒、減震筒二、花鍵軸、液壓彈簧式減震器、減震套筒三和花鍵，其特征在于，所述的鉆柱連接桿與所述的減震套筒一固定連接，所述的減震套筒一與所述的減震套筒二之間設置有所述的空氣機械式減震器，所述的減震套筒二內設置有所述的彈性減震筒，所述的減震筒二與所述的減震套筒三連接，且所述的減震筒三內設置有液壓彈簧式減震器，所述的花鍵軸設置在所述的減震套筒一、減震套筒二和減震套筒三內，所述的花鍵軸的外端設置有花鍵。

進一步，作為優選，所述減震筒一遠離所述的鉆柱連接桿的一端為階梯孔，且減震筒一內定位設置有連接塊，所述的花鍵軸的遠離花鍵端設置有定位凸起，所述的定位凸起與所述的連接塊之間設置有空氣機械式減震器，所述的減震套筒二套設在所述的減震套筒一內，且減震套筒一與減震套筒二之間可伸縮設置，所述的花鍵軸上位于減震套筒二內的位置還固定設置有螺母，所述的螺母靠近花鍵的端設置有彈性減震筒，所述的彈性減震筒套設在彈性減震桿上，所述的彈性減震桿套設在連接筒上，且所述的連接筒套設在所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸的徑向上設置有銷孔，所述的銷孔內設置有連接銷，所述的連接銷穿設在所述的連接筒與花鍵軸上，以便將連接筒固定于所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸上位于減震套筒三內的位置設置有凸起，所述的凸起上定位設置有液壓彈簧式減震器，減震套筒二與減震套筒三之間可伸縮設置。

進一步，作為優選，所述花鍵軸為兩段，且兩端花鍵軸之間采用減震連接塊連接設置，且減震連接塊內設置有減震彈簧，減震彈簧位于兩段花鍵軸之間。

進一步，作為優選，所述鉆柱連接桿與所述的減震筒一之間采用螺紋連接。

進一步，作為優選，所述的調節套筒二內設置有限位凸起，所述的限位凸起用于擋住所述的螺母。

進一步，作為優選，所述減震彈簧為碟簧。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過設置空氣機械式減震器和液壓彈簧式減震器相結合的形式，并輔助以采用連接銷連接的彈性減震筒和彈性減震桿，實現了多級減震的效果，可以很好的滿足深井甚至超深井的鉆探要求，有效的提高了鉆柱的使用壽命，降低鉆柱的振動，此外，本發明還設置了減震彈簧，進一步提高了其減震效果。

附圖說明

圖1是本發明的一種鉆柱多級減震裝置的結構示意圖；

其中，1、鉆柱連接桿，2、減震筒一，3、連接塊，4、空氣機械式減震器，5、定位凸起，6、螺母，7、彈性減震筒，8、彈性減震桿，9、連接銷，10、減震筒二，11、花鍵軸，12、減震彈簧，13、減震連接塊，14、液壓彈簧式減震器，15、減震套筒三，16、花鍵，17、連接筒，18、限位凸起。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，本發明提供一種技術方案：一種鉆柱多級減震裝置，其包括鉆柱連接桿1、減震筒一2、空氣機械式減震器4、彈性減震筒7、減震筒二10、花鍵軸11、液壓彈簧式減震器14、減震套筒三15和花鍵16，其特征在于，所述的鉆柱連接桿1與所述的減震套筒一2固定連接，所述的減震套筒一2與所述的減震套筒二10之間設置有所述的空氣機械式減震器4，所述的減震套筒二10內設置有所述的彈性減震筒7，所述的減震筒二10與所述的減震套筒三15連接，且所述的減震筒三15內設置有液壓彈簧式減震器14，所述的花鍵軸設置在所述的減震套筒一、減震套筒二和減震套筒三內，所述的花鍵軸的外端設置有花鍵16。

在本實施例中，所述減震筒一2遠離所述的鉆柱連接桿1的一端為階梯孔，且減震筒一2內定位設置有連接塊3，所述的花鍵軸11的遠離花鍵端設置有定位凸起5，所述的定位凸起5與所述的連接塊3之間設置有空氣機械式減震器4，所述的減震套筒二10套設在所述的減震套筒一2內，且減震套筒一2與減震套筒二10之間可伸縮設置，所述的花鍵軸11上位于減震套筒二內的位置還固定設置有螺母6，所述的螺母6靠近花鍵的端設置有彈性減震筒7，所述的彈性減震筒套7設在彈性減震桿8上，所述的彈性減震桿8套設在連接筒17上，且所述的連接筒17套設在所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸的徑向上設置有銷孔，所述的銷孔內設置有連接銷9，所述的連接銷9穿設在所述的連接筒與花鍵軸上，以便將連接筒固定于所述的花鍵軸上，所述的花鍵軸11上位于減震套筒三內的位置設置有凸起，所述的凸起上定位設置有液壓彈簧式減震器14。所述鉆柱連接桿與所述的減震筒一之間采用螺紋連接。所述的調節套筒二內設置有限位凸起18，所述的限位凸起18用于擋住所述的螺母。所述減震彈簧為碟簧，減震套筒二與減震套筒三之間可伸縮設置。

其中，作為一種優選的實施例，所述花鍵軸為兩段，且兩端花鍵軸之間采用減震連接塊連接設置，且減震連接塊內設置有減震彈簧12，減震彈簧12位于兩段花鍵軸之間。

當鉆柱出現縱向振動時，鉆柱連接桿1推動減震套筒一縱向移動，減震筒一2對空氣機械式減震器施加力，空氣機械式減震器對減震套筒一進行減震作用，減震套筒一與減震套筒二之間伸縮減震，如果二者之間的減震力小于振動力，則減震套筒二內的花鍵軸的螺母壓縮彈性減震筒和彈性減震桿，進一步進行減震，如果振動力仍不能消除，則螺母對減震套筒二施加力，減震彈簧起到減震效果，如果振動力仍不能消除，則減震套筒二對減震套筒三施加力，利用液壓彈簧式減震器進一步減震，以便適應較大振動的需要，滿足了深井甚至超深井的鉆探需求。

本發明通過設置空氣機械式減震器和液壓彈簧式減震器相結合的形式，并結合于減震彈簧，實現了多級減震的效果，可以很好的滿足深井甚至超深井的鉆探要求，有效的提高了鉆柱的使用壽命，降低鉆柱的振動。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。