Вертлюг

 

Изобретение м. б. использовано в составе бурового снаряда для обеспечения подачи очистного агента в колонну бурильных труб. Цель - повышение надежности и долговечности вертлюга. Для этого он включает корпус со стволом, напорный патрубок, связанный со стволом и подводом посредством нижнего и верхнего уплотнительных узлов, выполненных в виде размещенных в корпусах манжет с разделительными кольцами . Вертлюг имеет масляную емкость с разделительным элементом, размещенным концентрично продольной оси напорного патрубка. Масляная емкость выполнена с возможностью сообщения посредством радиальных каналов с внутренней полостью напорного патрубка. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 21 /02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4212870/03 (22) 17.03.87 (46) 23.05,92. Бюл, ¹ 19 (71) Производственное объединение "Уралмаш" (72) Р. М. Мансуров, Л, А. Кутаркин и Т. П. Левина (53) 622.242.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 953182, кл. E 21 В 21/00, 1979, Авторское свидетельство СССР

¹617574,,кл. Е 21 B 3/02, 1977. (54) ВЕРТЛЮГ (57) Изобретение м, б. использовано в составе бурового снаряда для обеспечения подачи очистного агента в колонну бурильИзобретение относится к горной промышленности, в частности к вертлюгам.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности вертлюга.

На фиг, 1 изображен вертлюг, общий вид; на фиг. 2 — узлы уплотнения напорного патрубка с масляной емкостью, продольный разрез; на фиг. 3 — разделительное кольцо нижнего уплотнительного узла, имеющее корончатую форму, Вертлюг содержит корпус 1, ствол 2, крышку 3, напорный патрубок (трубу) 4, верхнее 5 и нижнее 6 уплотнительные устройства, масляную емкость 7, выполненную в корпусе нижнего уплотнительногоустройства 6 концентрично продольной оси напорного патрубка и охватывающей нижний уплотнительный узел, с полостью 8 кольцевой формы для масла 9 (смазочного агента), разделительный элемент в емкости 7 выполнен в виде поршня 10, где снизу поршень 10, 5U„, 1735568 Al ных труб. Цель — повышение надежности и долговечности вертлюга. Для этого он включает корпус со стволом, напорный патрубок, связанный со стволом и подводом посредством нижнего и верхнего уплотнительных узлов, выполненных в виде размещенных в корпусах манжет с разделительными кольцами. Вертлюг имеет масляную емкость с разделительным элементом, размещенным концентрично продольной оси напорного патрубка. Масляная емкость выполнена с возможностью сообщения посредством радиальных каналов с внутренней полостью напорного патрубка. 4 з. и. ф-лы, 3 ил, сообщается с внутренней полостью 11 подвода и напорного патрубка 4 через каналы

12 и 13, образованные между торцами в элементах нижнего уплотнительного узла 6 (Д и ствола 2 вертлюга. На наружной поверх- Qq ности напорного патрубка 4 выполнены не ц1 менее, чем две риски 14 и 15 отстоящие от каждого торца патрубка 4 на расстоянии менее половины длины патрубка. Расстоя) ФЪъ ние между рисками выполнено равным расстоянию не менее высоты пояска трения уллотнительнои манжеты 16 налета уллотнительного узла, где манжеты изолированы друг от друга разделительными кольцами

17 — 19. Риски 14 и 15 на напорном патрубке

4 расположены друг от друга на расстоянии, по крайней мере, равном половине расстояния (шага) между уплотнительными элементами (манжетами) 16, что позволяет при перемещении напорного патрубка 4 на указанное расстояние более полно использо1735568 вать всю рабочую поверхность трения напорного патрубка 4, В верхней части напорного патрубка установлен стопорный хомут 20 с болтом 21, взаимосвязанный с соединительным элементом в виде серьги 22, выполненной на корпусе верхнего уплотнительного устройства 5.

Нижнее разделительное кольцо 19 в ее нижней части имеет вид корончатой формы, для размещения выступов в канале, образованном торцами корпуса нижнего уплотнительного элемента и ствола.

Каналы 12 и 13 обеспечивают подачу под давлением из полости патрубка 4 вертлюга рабочей жидкости (бурового раствора) под поршень 10, а при отсутствии давления в полости патрубка 4 обеспечивают самопроизвольный слив бурового раствора изпод поршня .10 в полость ствола 1 по наклонным поверхностям 23 и 24, выполненнымм в гайке 25 и ствола 2 в виде воронок, что предотвращает затормаживание жидкости в зимнее время.

Герметизация всех разъемных соединений уплотнительных устройств 5 и 6 выполнена уплотнительными кольцами 26 — 31, Для заливки масла с полость 8 выполнено отверстие, которое закрывается пробкой

32. Поршень 10 уплотняется кольцами 33 и

34. Для подачи смазки (масла) из полости 8 в зону трения между наружной поверхностью патрубка 4 и уплотнительными манжетами в разделительном кольце 17 выполнен радиальный канал 35, у которого с одной стороны установлена пробка 36.

Верхняя, не вращающаяся часть уплотнительного узла 5 вертлюга включает подвод 37, гайку 38, разделительное кольцо 39, уплотнительное кольцо 40, уплотнительную манжету 41, серьгу 22, шарнирно связанную с хомутом 20 посредством стяжного болта

21.

Взаимосвязь ствола 2 вертлюга с корпусом, емкостью 7 нижнего уплотнительного устройства 6 вертлюга выполнена через промежуточную (переходную) гайку 25 и гайку 42.

Вертлюг работает следующим образом.

Вертлюг перед началом бурения скважины присоединяют к элементам талевой системы и в буровой вышке соосно оси скважины. Ствол 2 вертлюга соединяют с рабочей трубой (квадратной штангой), нижний конец которой соединяют с бурильной колонной, несущей на конце буровое долото.

Подвод 37 вертлюга соединяют с буровым рукавом от стояка нагнетательной линии буровых насосов.

При бурении скважины рабочую жидкость (буровой раствор), нагнетаемую под давлением буровыми насосами через буровой рукав, и подвод 37 подают в напорный патрубок 4, а через полость 11 ствола 2, полости квадратной штанги и бурильной колонны к долоту на забое скважины. При этом ротор буровой установки вращает квадратную штангу с бурильной колонной и долотом и одновременно вращает ствол 2 вертлюга. Нагнетаемый через вертлюг буровой раствор под давлением до 40 МПа из полости 11 по каналам 13 и 12 подают под поршень 10 и поджимают его. Поршень 10 вытесняет из полости 8 масло 9 через канал

35 в употнительные манжеты 16 и зону трения уплотнительных манжет.

Масло 9 в полости под давлением и его изменением действует на поршень 10, перемещая его вниз, После прекращения нагнетания бурового раствора через вертлюг и падения давления в полости 11 вертлюга до атмосферного подача смазочного агента в уплотнительные манжеты 16 автоматически прекращается, Остаток бурового раствора из-под поршня 10 через каналы 12 и 13 стекает в полость 11 вертлюга по наклонным поверхностям 23 и 31, что исключает возможность накопления и замерзания в зимнее время бурового раствора в корпусе (емкости) 7 нижнего уплотнительного устройства 6.

После отработки (износа) наружной поверхности в зоне трения напорного патрубка 4 поверхность трения меняют. Перед ее заменой напсрный патрубок освобождают от стопорения хомутом 20, затем смещают вертикально, например, снизу вверх, от первой риски 14 до второй риски.15 на напорном патрубке 4, крепят (стопорят) напорный патрубок в верхней его части хомутом 20 с помощью болта 21, обеспечивают смазку поверхностей трения напорного патрубка и уплотнительных манжет 16 в зоне трения, производят дополнительную отработку напорного патрубка (его первого конца) в процессе бурения скважины, затем напорный патрубок, предварительно освободив от стопорения хомутом 20, переворачивают на .

180", устанавливают в уплотнительные устройства 5 и 6, стопорят хомутом и затем отрабатывают его в указанной последовательности с основной (первоначальной) и дополнительной отработкой напорного патрубка 4 до его окончательной замены на другой.

Формула изобретения

1. Вертлюг, включающий корпус, размещенный в корпусе ствол, напорный патрубок, связанный со стволом и подводом

1735568 посредством нижнего и верхнего уплотнительных узлов, выполненных в виде размещенных в корпусах манжет с разделительными кольцами, связанный с корпусом верхнего уплотнительного узла и закрепленный на напорном патрубке стопорный хомут, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности вертлюга, он снабжен масляной емкостью с разделительным элементом, размещенным концентрично продольной оси напорного патрубка, охватывающей нижний уплотнительный узел, при этом масляная емкость выполнена с возможностью сообщения с внешней поверхностью напорного патрубка и с его внутренней полостью посредством радиальных каналов, выполненных соответственно в разделительном кольце уплотнительного узла радиального канала и канала, образованного между торцами-корпуса нижнего уплотнительного узла и ствола, а напорный патрубок установлен с возможностью перемещения и фиксации относительно уплотнительных узлов.

2. Вертлюг по и. 1, отл ич а ю щи йся

5 тем, что разделительный элемент выполнен в виде поршня.

3. Вертлюг по и. 1, отл и ч а ю шийся тем, что верхний торец ствола выполнен с выемкой воронкообразной формы.

10 4. Вертлюг по п. 1, отл и ч а ю щ и и ся тем, что разделительное кольцо нижнего уплотнительного узла имеет корончатую форму для размещения выступа в канале, образованном между торцами корпуса ниж15 него уплотнительного элемента и ствола.

5. Вертлюг по и. 1, отличающийся тем, что стопорный хомут связан с верхним уплотнительным узлом посредством соединительного элемента, выполненного в виде

20 серьги.

1735568

50

Составитель М.Неснова

Техред М. Моргентал Корректор С,февкун

Редактор Н.Химчук

Производственно-издательский комбинат" Патент",г.Ужгород,уд. Гагарина,101

Заказ 1803 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5