Вертлюг Советский патент 1991 года по МПК E21B21/02 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к буровому оборудованию и может быть использовано в узлах вращения, находящихся под воздействием давления жидкостей, например, абразивосодержащего бурового раствора.

Цель изобретения - уменьшение габаритов при одновременном повышении надежности работы за счет регулирования величины давления смазки и контроля износа уплотнительного узла.

На чертеже показан предлагаемый вертлюг.

Вертлюг содержит корпус, включающий неподвижную и подвижную части. Неподвижная часть включает нижнюю часть корпуса 1, к которой крепится штроп-2 и связанный с нижней частью фонарь 3 с размещенными в нем уплотнительным узлом, включающим корпус 4, манжеты 5. распорную втулку б, манжеты 7 и нажимной фланец 8. К фонарю 3 посредством болтов 9 крепится подвод 10. С подводом 10 соосно связана смазочная камера, крышка 11 которой закреплена на фланце подвода 10, а корпус выполнен в виде цилиндра 12, к которому посредством гайки 13 прикреплена напорО

ю

N

со ел о

ная магистраль 14. По оси смазочной камеры установлен патрубок 15 с охватывающим его силовым элементом, выполненным в виде кольцевого разделительного поршня 16. который разделяет смазочную камеру на масляную полость 17 и полость 18 для промывочной жидкости, гидравлически связанную с напорной магистралью 14. На торцовой поверхности поршня 16 со стороны масляной полости 17 выполнены штоки 19, размещенные в масляной полости 17 с возможностью выхода за габариты смазочной камеры посредством отверстий с уплот- нительными элементами 29, выполненными в крышке 11 смазочной камеры. Масляная полость 17 маслопроводом 21 связана с уп- лотнительным узлом. Подвижная часть вертлюга включает шпиндель 22, закрепленную на нем втулку 23 с уплотнением 24 и отбойник 25, Смазочная камера имеет пробку 26 для заливки смазочной жидкости (масла) в масляную полость 17, а между неподвижной и подвижной частями корпуса размещены подшипники 27 и уп- лотнения 28.

Вертлюг работает следующим образом. Рабочая жидкость под давлением проходит в вертлюге через напорную магистраль (буровой рукав) 14, крышку 11, подвод 10, втулку 23 и шпиндель 22. Шпиндель 22 связан с бурильной колонной (не показана) и вращается в подшипниках 27, которые загерметизированы уплотнениями 28, защищенными от попадания грязи отбойником 25. Герметизация рабочей жидкости в вертлюге осуществляется уплотнением 24 и уплотнительным узлом (сальником), размещенным в корпусе 4. Все неподвижные части уплотняются прокладками. Со стороны рабочей жидкости установленьюдна или несколько манжет 5, направленных ра струбом в сторону рабочей жидкости. Последняя из этих-манжет опирается на распорную втулку 6, которая имеет кольцевые проточки 29, соединенные одним или несколькими отверстиями 30. Кольцевые проточки с отверстиями образуют камеру, в которую подается смазывающая жидкость из полости 17 по линии маслопровод 21. Зазор между втулкой 23 и корпусом 4 со стороны смазывющей жидкости герметизируется одной или несколькими манжетами 7, раструб которых направлен в сторону смазывающей жидкости. Необходимое предварительное контактное давление в манжетах их износа осуществляется нажимным фланцем 8 при помощи болтов 9. Полость 17 через отверстие, закрываемое пробкой 26 заполняется смазочной жидкостью. Рабочая жидкость через отверстия в патрубке 15 воздействую

на поршень 16, который передает все возможные колебания давления рабочей жидкости смазочной жидкости, разгружая таким образом манжеты 5 от разрушающего

действия перепада давления рабочей жидкости.

Для того, чтобы на поверхность трения манжет 5 не попадали абразивные частицы из рабочей жидкости необходимо превы0 шение давления смазочной жидкости над рабочей. Это достигается тем, что площадь поршня со стороны смазочной жидкости уменьшается на заданную величину за счет прикрепленных к нему одного или несколь5 ких штоков 19, герметизируемых уплотнениями 20.

Анализ работы сальника показывает, что на его долговечность существенное влияние оказывает неконцентричность ра0 бочих поверхностей втулки 23 и корпуса 4. С целью исключения неконцентричности корпус 4 монтируется в фонаре 3 с возможностью центровки по манжетам 5 и 7.

Цилиндр 12 располагается соосно на5 порной магистрали рабочая жидкость проходит через него, а его наибольший габарит в плоскости, перпендикулярной оси нагнетательной линии, не превышает габарита присоединительного фланца подвода 10,

0 так как любое другое его размещение увеличивает вероятность повреждения смазочной камеры при проведении буровых работ, а также при монтаже и демонтаже вертлюга. По размерам цилиндр 12 выполняется

5 таким, что объема смазочной жидкости достаточно для обеспечения надежной работы уплотнительного узла до его замены.

В процессе работы вертлюга происходит расход смазочной жидкости и шток 19

0 будет выходить из цилиндра 12. Величина выхода штока 19 служит контролем расхода смазочной жидкости, а скорость выхода штока свидетельствует о степени изношенности манжет уплотнительного узла. При су-.

5 ц ественном изменении скорости движения штока 19 следует заменять манжеты уплотнительного узла.. Формула изобретения Вертлюг, содержащий корпус, включа0 ющий неподвижную и подвижную части, уп- лотнительный узел, связанный с неподвижной частью корпуса подвод и смазочную камеру, разделенную силовым элементом на связанную с уплотнительным

5 узлом масляную полость и полость для промывочной жидкости, гидравлически связанную с напорной магистралью, отличающийся тем, что. с целью уменьшения габаритов при одновременном повышении надежности работы за счет регулирования величины

давления смазки и контроля износа уплот- нительного узла, масляная камера установлена на подводе соосно с последним, при этом силовой элемент выполнен в виде кольцевого разделительного поршня, охватывающего установленный по оси камеры патрубок, а со стороны масляной полости на

торцовой поверхности кольцевого разделительного поршня выполнены штоки, размещенные в масляной полости с возможностью выхода за габариты смазочной камеры посредством отверстий с уплотнительными элементами, выполненными в крышке смазочной камеры.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к буровому оборудованию. Цель изобретения - уменьшение габаритов при одновременном повышении надежности работы за счет регулирования величины давления смазки и контроля износа уплотнительного узла. Вертлюг содержит корпус, состоящий из неподвижной и подвижной частей. Между ними размещен уплотнитель- ный узел, к которому посредством маслопровода 21 подается от смазочной камеры масло. Смазочная камера закреплена соосно с подводом 10 и в ее корпусе 12 на патрубке 15 размещен силовой элемент в виде кольцевого разделительного поршня (П) 16, который делит смазочную камеру на масляную полость 17 и полость 18, гидравлически связанную с напорной магистралью 14. На торцовой поверхности П 16, обращенной в сторону полости 17, выполнены штоки (Ш) 19, размещенные с возможностью выхода за пределы смазочной камеры. Размещение смазочной камеры соосно с подводом 10 сокращает габариты вертлюга, а за счет Ш 19 можно изменять площадь П 16 и регулировать давление смазочной жидкости, подаваемой к уплотнительному узлу. В процессе работы вертлюга происходит расход смазочной жидкости и Ш 19 выходят из корпуса камеры. Величина выхода Ш 19 служит контролем расхода смазочной жидкости, а скорость выхода Ш 19 свидетельствует о степени изношенности манжет уплотнительного узла. 1 ил. Ё

Ю