ВЕРТЛЮГ Российский патент 2003 года по МПК E21B21/02 

Изобретение относится к оборудованию для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин.

Известен вертлюг для буровых работ, применяемый для удержания на весу бурильного инструмента при его вращении с одновременной прокачкой раствора по внутреннему каналу бурильной трубы (Е.И. Бухаленко. Нефтепромысловое оборудование. Cправочник. М.: Недра, 1990, с.222-223).

Этот вертлюг состоит из корпуса со штропом, полого ствола с отводом, крышки, опорного и направляющих (центрирующих) подшипников, верхнего напорного и нижнего масляного уплотнений ствола.

Этот вертлюг имеет следующие недостатки:
1) для смены уплотнений необходима частичная разборка вертлюга, что не позволяет осуществлять это во время эксплуатации на буровой;
2) нижнее масляное уплотнение имеет малую долговечность, так как состоит из одного уплотняющего элемента;
3) верхний направляющий подшипник размещен в крышке, что требует высокой точности изготовления для обеспечения беззазорного сопряжения опорного и верхнего направляющего подшипников, что при ремонтных работах трудно достижимо.

Известен вертлюг, состоящий также из корпуса со штропом, полого ствола с отводом, стойки, опорного и направляющих подшипников, верхнего напорного и нижнего масляного уплотнений (авт.св. СССР 1023065 А, кл. Е 21 В 21/02 от 15.06.1983 г.), принятый за прототип.

В этом вертлюге верхнее уплотнение напорной линии выполнено быстросъемным и из нескольких уплотняющих манжет, что позволяет производить оперативно смену уплотнения непосредственно на талевой подвеске.

Этот вертлюг имеет следующие недостатки:
1) верхний направляющий подшипниковый узел выполнен в виде двух подшипников - радиального и упорного, усложняет конструкцию и затрудняет регулировку эксплуатационных зазоров при сборке и эксплуатации;
2) указанный верхний подшипниковый узел размещен в крышке, что требует высокой точности изготовления для обеспечения беззазорной работы верхнего и опорного (главного) подшипников и при ремонтных работах трудно достижимо;
3) невозможна подача смазки в полость между манжетами нижнего уплотнения после сборки и в процессе эксплуатации, что существенно снижает долговечность манжет.

Целью изобретения является упрощение конструкции, ее обслуживания в процессе эксплуатации и ремонта и повышение надежности и долговечности работы вертлюга.

Поставленная цель достигается тем, что вертлюг содержит корпус со штропом, полый ствол с отводом, стойку, опорный, верхний и нижний направляющие подшипники, верхнее напорное уплотнение и блок нижнего масляного уплотнения, состоящий из обоймы и втулки с расположенными в образуемом ими кольцевом пространстве манжетами.

Новым в устройстве является то, что верхний направляющий подшипник размещен в обойме, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с прижимными винтами, установленными в стойке.

На фиг.1 изображен общий вид вертлюга;
фиг.2 - сечение А-А в увеличенном масштабе;
фиг.3 - выносной элемент Б в увеличенном масштабе.

Вертлюг (фиг.1) состоит из корпуса 1 и ствола 2, расположенного в корпусе, с возможностью вращения на опорном 3, направляющих нижнем 4 и верхнем 5 подшипниках, штропа 6, установленного на осях 7, и стойки 8 с отводом 9. Между стволом 2 и торцом отвода 9 соосно расположен патрубок 10 с блоком верхнего напорного уплотнения 11, закрепленного гайкой 12 и 13, а внизу расположен блок нижнего масляного уплотнения 14 ствола, закрепленный гайками 15 и крышкой 16. Подшипник 5 размещен в обойме 17, установленной с возможностью перемещения в корпусе 1 и уплотненной сальниками 18.

В стойке 8 (фиг.2) размещены по окружности винты 19, контактирующие торцами с обоймой 17 и стопоренные гайками 20.

Блок уплотнения 14 ствола 2 (фиг.3) состоит из обоймы 21, выполненной с наружной кольцевой канавкой и радиальным отверстием 22 и размещенной в расточке корпуса 1 с радиальным отверстием 25, в котором установлена пресс-масленка и втулки 23 с расположенными в их кольцевом пространстве манжетами 24. Полость между манжетами заполняется смазкой через отверстие 25 в корпусе и наружную канавку с отверстием 22 в обойме 21. Внутренняя полость корпуса 1 заполнена жидким минеральным маслом.

Вертлюг работает следующим образом.

Вертлюг штропом 6 подвешивается на крюк талевой системы, к стволу 2 подсоединяется ведущая буровая труба, а к отводу 9 подсоединяется гибкий рукав от системы циркуляции бурового раствора. При вращении ведущей буровой трубы (колонны труб) ротором ствол 2 также вращается и одновременно по каналу через отвод 9, парубок 10 и ствол 2 прокачивается буровой раствор, при этом верхний напорный сальник 11 препятствует прорыву бурового раствора из внутреннего канала ствола 2, нижнее масляное уплотнение 14 ствола 2 препятствует вытеканию масла из внутренней полости корпуса 1.

При необходимости замены нижнего масляного уплотнения 14 ствола 2 достаточно отвернуть гайки 15, снять крышку 16 и извлечь обойму с манжетами.

Установка нижнего масляного уплотнения 14 осуществляется в обратном порядке.

Выборка зазоров в подшипниках 3 и 5 при сборке, образующихся в процессе эксплуатации под действием нагрузки, устраняется вворачиванием винтов 19 до упора с последующей контровкой гайками 20.

Таким образом, технологическое обслуживание вертлюга возможно без снятия вертлюга с крюка талевой системы, что при бурении исключает непроизводительные простои.

Благодаря такому исполнению:
1) обеспечивается регулирование зазоров в верхнем направляющем подшипнике без разборки вертлюга, что повышает долговечность работы верхнего, направляющего и опорного подшипников;
2) обеспечивается смена верхнего и нижнего уплотнений без разборки вертлюга;
3) обеспечивается возможность подачи смазки в полость между манжетами нижнего уплотнения после сборки и в процессе эксплуатации
4) и в целом повышаются надежность и долговечность работы подшипников и нижнего уплотнения.

Все это в целом повышает надежность и долговечность работы предлагаемого вертлюга.

Изобретение относится к оборудованию для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Вертлюг содержит корпус со штропом, полый ствол с отводом, стойку, опорный, верхний и нижний направляющие подшипники, верхнее напорное уплотнение и блок нижнего масляного уплотнения ствола. Блок нижнего масляного уплотнения состоит из обоймы и втулки с расположенными в их кольцевом пространстве манжетами. Верхний направляющий подшипник размещен в обойме, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с прижимными винтами, установленными в стойке. Изобретение обеспечивает повышение надежности и долговечности работы нижнего уплотнения, улучшение и упрощение технического обслуживания вертлюга. 3 ил.

Вертлюг, содержащий корпус со штропом, полый ствол с отводом, стойку, опорный, верхний и нижний направляющие подшипники, верхнее напорное уплотнение и блок нижнего масляного уплотнения ствола, состоящий из обоймы и втулки с расположенными в их кольцевом пространстве манжетами, отличающийся тем, что верхний направляющий подшипник размещен в обойме, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с прижимными винтами, установленными в стойке.