ВЕРТЛЮГ Российский патент 2011 года по МПК E21B21/02 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к вертлюгам для бурового раствора.

В процессе бурения скважины вертлюг используют для соединения двух вращающихся относительно друг друга частей механизма с одновременной прокачкой через них бурового раствора. При повторном использовании очищенного бурового раствора в нем присутствуют мелкие абразивные частицы, которые приводят к ускоренному износу вращающихся частей вертлюга. Возникает необходимость увеличить срок службы компонентов вертлюга.

Известен вертлюг УВ-250, предназначенный для поддержания на весу бурильного инструмента, а также для герметизации канала промывочной жидкости в месте сопряжения неподвижных деталей с вращающейся колонной бурильных труб, состоящий из корпуса вертлюга, крышки корпуса, отвода, штроп, ствола, переводника, подшипника качения, уплотнения (Вертлюг УВ-250. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 4066.46.000-ITO, 1985 г.).

Основным недостатком известного вертлюга является недостаточная надежность и эффективность в работе, а также невозможность использования его в установках горизонтально-направленного бурения скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому вертлюгу является вертлюг фирмы «VERMEER», который применяется в установке «D-50 navigator» для горизонтально-направленного бурения скважин.

Известный вертлюг состоит из основания, гильзы, корпуса, манжет. Основание и корпус фиксируются от взаимного перемещения двумя полукольцами, которые закрываются наружным стопорным кольцом. Между гильзой и основанием установлены уплотнительные манжеты, нажимное, упорное и дистанционное кольца. Для обеспечения вращения гильзы в корпусе установлены два подшипника качения между корпусом и гильзой. Подшипники качения защищены от наружного воздействия манжетой (Инструкция по эксплуатации установки D-50×100 NAVIGATOR, Directional Boring System, VERMEER).

Его основными недостатками являются нерегулируемая конструкция и невозможность оперативного поджатия манжет при их ослаблении; отсутствие защиты подшипников качения от заполнения их буровым раствором при возникновении протечки через манжеты; непосредственный контакт манжет с буровым раствором во время его движения через вертлюг, приводящий к ускоренному износу манжет и гильзы из-за наличия в буровом растворе мелких абразивных частиц. Перечисленные недостатки снижают надежность и срок службы компонентов вертлюга.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы компонентов вертлюга.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый вертлюг, включающий основание, гильзу, корпус, два подшипника качения и манжеты, установленные между основанием и гильзой, согласно изобретению дополнительно снабжен расположенной в центральном канале полостью, которая со стороны подачи бурового раствора сообщена с центральным каналом посредством эжектора для образования в полости в процессе прокачки бурового раствора разрежения, позволяющего исключить непосредственный контакт бурового раствора с манжетами и снижающего негативное влияние абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе, на срок службы манжет, гильзы, и каналами, предупреждающими о необходимости поджатия манжет для сохранности подшипникового узла.

На чертеже представлен заявляемый вертлюг с продольным разрезом.

Заявляемый вертлюг состоит из корпуса 1, гильзы 2, основания 3 с возможностью перемещения внутри корпуса 1, эжектора 6, установленного в основании 3 перед гильзой 2, подшипников качения 4, установленных между корпусом 1 и гильзой 3, накидной гайки 5, с помощью которой происходит перемещение основания 3. Между гильзой 2 и основанием 3 установлены рабочие манжеты 7, дистанционное кольцо 8, дополнительная манжета 9 и упорное кольцо 10. Основание 3 дополнительно имеет каналы 16 для отвода бурового раствора от манжет 9 в случае возникновения протечки при отсутствии движения бурового раствора. Появление бурового раствора в каналах 16 предупреждает о необходимости произвести поджатие манжет 7, 9 и исключить попадание бурового раствора в подшипники качения. В корпус 1 установлена манжета 11 для защиты подшипников качения 4.

Заявляемый вертлюг работает следующим образом.

Буровой раствор подается в центральный канал 12 основания 3, далее через эжектор 6 поступает в полость 14, где происходит разрежение, после чего буровой раствор поступает через центральный канал 13 гильзы 2 в бурильную колонну. При этом буровой раствор не попадает в полость 15 и, следовательно, к манжетам 7, так как в полости 14 происходит разрежение бурового раствора, что исключает попадание абразива на манжеты. В случае возникновения протекания бурового раствора через манжеты 7, при их износе, буровой раствор вытекает из вертлюга по каналам 16 в основании 3, тем самым сигнализируя о необходимости произвести поджатие манжет 7 и 9. Это позволяет защитить подшипники качения 4 от попадания в них бурового раствора и предотвратить их преждевременный износ. Поджатие манжет 7, 9 производится перемещением основания 3 накидной гайкой 5.

Предлагаемая конструкция заявляемого вертлюга позволяет без существенных затрат повысить надежность и увеличить срок службы его компонентов за счет защиты вращающихся частей от абразивных частиц, находящихся в буровом растворе.

Изобретение относится к буровой технике, в частности к вертлюгам для бурового раствора. Вертлюг содержит основание, гильзу, корпус, два подшипника качения и манжеты, установленные между основанием и гильзой, снабжен расположенной в центральном канале полостью. Полость со стороны подачи бурового раствора сообщена с центральным каналом посредством эжектора для образования в ней разрежения в процессе прокачки бурового раствора. Образование в полости разрежения позволяет исключить непосредственный контакт бурового раствора с манжетами и существенно снизить негативное влияние абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе, на срок службы манжет и гильзы. Основание дополнительно имеет каналы для отвода бурового раствора от манжет в случае возникновения протечки при отсутствии движения бурового раствора. Каналы позволяют исключить попадание бурового раствора в подшипники качения и предупредить о необходимости произвести поджатие манжет. Предлагаемая конструкция вертлюга позволяет без существенных затрат повысить надежность и увеличить срок службы его компонентов. 1 ил.

Вертлюг, включающий основание, гильзу, корпус, два подшипника качения и манжеты, установленные между основанием и гильзой, отличающийся тем, что дополнительно снабжен расположенной в центральном канале полостью, которая со стороны подачи бурового раствора сообщена с центральным каналом посредством эжектора для образования в полости в процессе прокачки бурового раствора разрежения, позволяющего исключить непосредственный контакт бурового раствора с манжетами и снижающего негативное влияние абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе, на срок службы манжет, гильзы, и каналами, предупреждающими о необходимости поджатия манжет для сохранности подшипникового узла.