Вертлюг

 

Использование: в горном деле для бурения скважин, при повышении надежности работы. Сущность изобретения: вертлюг содержит корпус 1, размещенный в корпусе 1 на подшипниках 3, 4, 5, 6, ствол 2, подвод, включающий дуговую 7 и Цилиндрическую 8 части, верхнюю 9 и нижнюю 10 крышки и уплотнительные узлы, выполненные в виде пакетов уплотнительных элементов 23 со сменными вкладышами 20, 21, 22. размещенные между уплотнительными элементами 23 и телами качения 25, опорными поверхностями для которых являются поверхности соседних сменных вкладышей 20, 21, 22. Между стволом 2, опорным коль

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 21/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ г (21) 4788965/03 (22} 07,02.90 (46) 15.08.93, Бюл. ЬЬ 30 (76) Р.M.Ìàíñóðîâ (56) Оборудование и инструмент для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин.

Каталог, M.,ÖÈHTÈxûìíåôòåìàø, 1977, с.

22.

Авторское свидетельство СССР

М 1789652, кл. Е 21 В 21/02, 1989. (54) ВЕРТЛЮГ (57) Использование: в горном деле для бурения скважин, при повышении надежности,, Ы„„1834969 А3 работы. Сущность изобретения: вертлюг содержит корпус 1, размещенный в корпусе 1 на подшипниках 3, 4, 5, 6, ствол 2, подвод, включающий дуговую 7 и цилиндрическую 8 части. верхнюю 9 и нижнюю 10 крышки и уплотнительные узлы, выполненные в виде пакетов уплотнительных элементов 23 со сменными вкладышами 20, 21, 22, размещенные между уплотнительными элементами 23 и телами качения 25, опорными поверхностями для которых являются поверхности соседних сменных вкладышей

20, 21, 22. Между стволом 2, опорным коль1834969

20

35

45 цом 26 и гайкой 27 установлены уплотнительные кольца 28, 29. В процессе бурения вращение от ствола 2 через опорное кольцо

26 и гайку 27 передается последовательно через тела качения 25 к сменным вкладышам 20, 21.и далее к сменным вкладышам

22. При этом тела качения 25 приводят во вращательное движение сменные вкладыПредлагаемое изобретение относится к буровой технике, в частности к вертлюгам буровых установок.

Цель изобретения — повышение надежности работы вертлюга за счет многократного снижения скорости вращения (длины пути скольжения) уплотнительных элементов и снижения температуры их нагрева, возникающая от трения скольжения.

Отличительные признаки, указанные в предлагаемом изобретении обеспечивают достижение положительного эффекта за счет повышения надежности работы вертлюга благодаря уменьшению износа уплотнительных элементов уплотнительного устройства.

На фиг. 1 показан общий вид вертлюга; на фиг. 2 — уплотнительное устройство.

Вертлюг содержит. корпус 1. ствол 2, подшипники 3, 4, 5, 6, подвод, состоящий из дуговой 7 и цилиндрической 8 частей, верхний 9 и-нижний tO крышки, уплотнительное устройство, включающее верхний 11 и нижний 12 уплотнительные узлы, два штропа 13, шарнирно соединенных с корпусом 1 при помощи осей 14. Вращение ствола 2 осуществляется ведущим валом 15 с наружйыми гранями (шлицами)., Нижний конец ведущего вала 15 своими наружными гранями(шли. цами) установлен во внутренние грани (шлицы) верхнего конца ствола 2 и постоянно находится в зацеплении. Верхний конец ведущего вала 15 соединен с приводом. Ведущий вал может совершать возвратно-поступательное и вращательное движения, Подвод выполнен с дуговым 16 и кольцевым 17 каналами, а ствол 2 — с горизонтальными 18 и вертикальными 19 каналами для прохождения бурового раствора.

Уплотнительные узлы 11. 12 снабжены, последовательно размещенными вдоль оси ствола 2 и установленными между сменными вкладышами 20, 21 22, уплотнительными элементами (манжетами) 23 и защитными кольцами 24, а также параллельно-последоши 20, 21, 22 с постепенным уменьшением скоростей от максимального значения на стволе 2 до нуля на подводе, а значения скоростей вращений соседних сменных вкладышей 20, 21, 22 и, следовательно, уплотнительных элементов 23 отличаются незначительно, что обеспечивает уменьшение износа уплотнительных элементов. 2 ил. вательно расположенными, в отверстиях сменных вкладышей 20, 21, 22, телами качений 25.

Для предотвращения утечки бурового раствора, между стволом 2, опорным кольцом 26 и гайкой 27 установлены уплотнительные кольца, 28, 29. Поджатие уплотнител ьного устройства осуществляется завинчиванием гайки 27 по резьбе ствола

2.

Опорное кольцо 26 зафиксировано со стволом 2 при помощи шпонки 30;

Вертлюг работает следующим образом.

Перед началом бурения скважины штропы 13 вертлюга соединяют с талевым блоком, имеющим проем для прохода ведущего вала 15, а ведущий вал 15 соединяют с приводом.

Нижний конец ствола 2 соединяют с бурильной колонной, несущей на конце буровое долото. Дуговую часть 7 подвода соединяют с буровым рукавом от нагнетательной линии буровых насосов.

При бурении скважины буровой рас25 теор, нагнетаемый буровыми насосами через буровой рукав, дуговой 16 и кольцевой

17 каналы подвода, горизонтальные 18 и вертикальный 19 каналы ствола 2 вертлюга, полость бурильной колонны, поступает . к долоту на забое скважины. При этом верхний привод (ротор) буровой установки вращает ведущий вал 15, ствол 2 и бурильную колонну с долотом. Во время вращения ствола 2 вместе с ним вращаются опорное кольцо 26 и гайка 27, а подвод, соединенный с буровым рукавом, находится в неподвижном, относительно ствола 2, состоянии. Тела качений„25, установленные в отверстия сменных вкладышей 20, 21, 22. перекатываются по кольцевым желобам опорного кольца 26, гайки 27, подвода и сменных вкладышей 20, 21, 22, Вращение от ствола 2, через опорное кольцо 26 и гайку 27 передается последовательно через тела качений 25 к сменным

1834969 вкладышам 20, 21, и далее к сменным вкладышам 22. При этом тела качений 25 приводят во вращательное движение сменные вкладыши 20, 21, 22 с постепенным уменьшением скоростей от максимального значения на стволе 2 до нуля на подводе, а значения скоростей вращений соседних сменных вкладышей и, следовательно, уплотнительных элементов 23 и защитных колец 24, отличаются незначительно. Чем больше количество сменных вкладышей 20, 21 с установленными в них телами качений

25, тем меньшая разница скоростей соседних уплотнительных элементов 23 и защитных колец 24, Поэтому скорость скольжения уплотнительных элементов 23 с защитными кольцами 24 Ilo поверхностям трения сменных вкладышей 20, 21, 22 будет одинаковая, но значительно меньше скорости вращения ствола 2. Следовательно, линейная скорость скольжения и длина пути скольжения уплотнительных элементов 23 с защитными кольцами 24 по поверхностям сменных вкладышей 20, 21, 22 будет во много раз меньше, чем линейная скорость вращения наружной поверхности ствола 2. За счет этого снижается износ уплотнительных элементов 23, защитных колец 24 и поверхностей трения сменных вкладышей

20, 21; 22 в несколько раз, Ввиду того, что уплотнительные кольца

28, 29 вращаются вместе со стволом 2, опорным кольцом 26 и гайкой 27 с одинаковой частотой, то они являются неподвижными относительно ствола 2, опорного кольца 26 и гайки 27, Поэтому уплотнительные кольца

28, 29 не изнашиваются и обеспечивают герметичность каналов бурового раствора на длительное время.

Уплотнительное устройство является быстросменным. Для замены отработанных

5 .уплотнительных элементов 23, защитных колец 24 или сменных вкладышей 20, 21, 22, отсоединяют ведущий вал 15 от ствола 2, отвинчивают гайку 27, последовательно вынимают уплотнительное кольцо 29, уплотни10 тельные элементы 23, защитные кольца 24, сменные вкладыши 20, 21, 22, тела качений

25, затем подвод и нижний уплотнительный узел. Сборка уплотнительного устройства осуществляется в обратной последователь15 ности.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения. по сравнению с прототипом, слагается за счет повышения надежности и дол20 говечности работы вертлюга путем уменьшения износа уплотнительных элементов (манжет) и увеличения межремонтного срока, 25 Формула изобретения

Вертлюг, включающий корпус, размещенный в корпусе на подшипниках ствол, подвод и уплотнительные узлы в виде размещенных между уплотнительными элемен30 тами сменных вкладышей с телами качения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе. уплотнительные узлы выполнены в виде пакетов уп. лотнительных элементов со сменными

35 вкладышами и телами качения, опорными поверхностями для которых являются поверхности соседних сменных вкладышей.

1834969

Составитель Р.Мансуров

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор М.Андруаенко

Заказ 2708 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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