Вертлюг

 

Изобретение м.б, использовано в составе.бурового инструмента для бурения скважины с подачей на забой промывочного агента. Цель - повышение надежности в работе вертлюга и его долговечности. Для этого предлагаемый вертлюг включает корпус со стволом, переводник и масляную камеру . Вертлюг имеет узел уплотнения, а в масляной камере размещен разделительный узел, выполненный в виде связанного со стволом полого перфорированного разделительного элемен-4 та, в полости которого установлена эластичная диафрагма, делящая его полость на камеры нагнетания и жидкостную , связанную с внутренней полостью ствола. 2 з.п, .ф-лы, 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Е 21 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕП=НИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4439087/03 (22) 13, 06.88 (46) 23.03,92. Бюл, h 11 (71) Производственное объединение нуралмаш" (72) Р.M,Màíñóðîâ и Л.А.Кутаркин (53) 622,242,3 (088,8) (56) Лвторское свидетельство СССР и 1328476, кл, Е 21 В 21/02, 1985, Лвторское свидетельство СССР

И 1509507, кл, E 21 В 21/02, 1988, (54) ВЕРТЛЮГ (57) Изобретение м.б, использовано в составе. бурового инструмента для бурения скважины с подачей на забой

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к вертлюгам.

Цель изобретения - повышение надежности работы и долговечности вертлюга.

На фиг.1 изображен вертлюг, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг,1, Вертлюг содержит корпус 1, размещенный в нем пустотелый ствол 2 с приливом 3, который опирается на основную опору 4, выполненную в виде

1 подшипника скольжения жидкостного трения, масляную ванну 5, крышку 6, тумбу 7, наголовник 8, подвод 9, уплотнительное устройство напорного патрубка 10, переводник 1.1. В стволе выполнено не менее одного наклонного отверстия 12, Кроме основного подшипника 4 на стволе установлены верхние вспомогательные подшипники

„„SU„„1?21213 А1

2 йромывочного агента. Цель - повышение надежности в работе вертлюга и его долгове ности, Для этого предлагаемый вертлюг включает корпус со стволом, переводник и масляную камеру, Вертлюг имеет узел уплотнения., а в масляной камере размещен разделительный узел, выполненный в виде связанного со стволом полого перфорированного разделительного элемен- та, в полости которого установлена эластичная диафрагма, делящая его полость. на камеры нагнетания и жидкостную, связанную с внутренней полостью ствола. 2 з,п, ф-лы, 2 ил.

С.

13 и 14, между которыми расположен вкладыш 15, содержащий медь. В зоне выше прилива ствола установлена по крайней мере одна тарельчатая пружина 16, например, между подшипником 14 и тумбой 7.- Ниже основной опоры 4 на стволе установлен вспомогательный подшипник 17, центрирующий ствол 2, В переводнике 11 установлен сменный штуцер 18 (насадка), обеспечивающий необходимое давление для создания СО ! гарантированного зазора между основиыми опорными поверхностями ствола 2 и корпуса 1. На приливе 3 может быть установлен сменный антифрикционный диск 19 с включениями меди. В корпу- ° се 1 вертлюга ниже основной опоры 4 между внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром ствола выполнена кольцевая масляная камера 20, в которой герметично размещен разделитель3

172 ный узел 21, закрепленный в верхней части к приливу 3 болтами 22, à в нижней части - к стволу 2 вертлюга болтами 23, Разделительный узел 21 включает жесткий полый разделительный .элемент 24 с отверстиями 25 (с перфора цией), в полости которого к его внутренней вогнутой поверхности, образуя камеру 26 нагнетания, герметично установлена эластичная диафрагма 27, Жесткий разделительный элемент 24 ограничивает прогиб и предохраняет эластичную диафрагму 27 от разрушения. Наклонное отверстие

12 в стволе 2 выведено в нижнюю часть камеры 28 с эластичной диафрагмой 27, На боковой поверхности прилива 3 установлено износостойкое съемное кольцо 29, контактирующее своим наружным диаметром с уплотнительным узлом, выполненным в виде установленных в корпусе вертлюга уплотнительных манжет 30, которые сверху поджимаются кольцом 31 с помощью болтов, Конструктивно бурт кольца 29 может быть выполнен снизу прилива 3.

Нижний уплотнительный узел масляной камеры 20 высокого давления содержит втулку 32, фланец 33, прикрепленный к корпусу 1, уплотнительные элементы 34, которые поджимаются кольцом

35, и проклар,ку 36, Рля исключения попадания грязи в верхние вспомогательные подшипники 13 и 14 в кольцевом пазу тумбы 7 установлен уплотнительный элемент 37, контактирующий с поверхностью наружного диаметра ствола 2 вертлюга, В зоне кольцевой масляной камеры

20 в корпусе 1 выполнено отверстие (сверление, канал) 38, в котором установлен манометр 39, По показанию манометра 39 определяют наличие жир,костного трения в упорном подшипнике

4 скольжения, т,е, наличие жидкостного (масляного) зазора 40 между подпятником и пятой подшипника скольжения в результате действия подъемной силы от давления бурового раствора, попадающего из полости ствола вертлюга через наклонное отверстие

12 в камеру 28 с эластичной диафраг- мой 27.

Вертлюг работает следующим образом, Перед началом бурения скважины вертлюг (со штропом или без штропа) с ведущей трубой (квадратной штан1213

l5

50 гой) подсоелиняется к узлу талевой системы, затем к нижнему концу ведущей трубы присоединяется бурильная колонна„ несущая на конце буровое долото, Подвод 9 вертлюга соединяют с буровым рукавом от стояка нагнетательной линии буровых насосов, Перед бурением скважины производят циркуляцию бурового раствора, Для этого буровым(ми) насосом (ами) под давлением нагнетается буровой раствор через буровой рукав, подвод, через полости ствола, вертлюга, квадратной штанги, бурильной колонны и долота в скважину. После этого буровой раствор по затрубному кольцевому пространству между наружном поверхностью бурильной колонны и поверхностью атенки скважины поднимается на дневную поверхность. В это время ротор еще не вращает ствол вертлюга через квадратную штангу, а прилив 3 ствола 2 уже приподнят на гарантированный зазор 40 подъемной силой масла от давления бурового раствора в полости ствола вертлюга, который через наклонное отверстие 12 попадает в камеру 28 с эластичной. диафрагмой 27. Эластичная риафрагма 27, прогибаясь, вытесняет из камеры 26 через отверстия 25 разделительного жесткого элемента 24 масло в масляную камеру 20 под при" лив 3, т.е. между пятой и подпятником упорного подшипника скольжения в системе смазки которого имеются. элементы с медными включениями, В период циркуляции бурового раствора упорный подшипник 4 вертлюга гарантированно обеспечен масляным зазором 40 для жидкостного трения, При вращении ствола 2 вертлюга ротором во время бурения, при наличии давления бурового раствора, упорный подшипник 4 работает в режиме жидкостного трения как при трогании с места вначале вращения (при разгоне), так и во время установившегося вращения, Для случая, когда по каким-либо причинам масляный зазор временно почти не обеспечивается, то наличие в подшипнике скольжения опорных поверхностей с известной формой и геометрией обеспечивает масляный клин, а медные включения обеспечивают налет меди на поверхностях трения

721213 6 формула изобретения

В процессе бурения скважины при вращении ствола вертлюга интервал давлений нагнетаемого бурового раствора через вертлюг в скважину, обеспечивающий жидкостное трение упорного подшипника вертлюга, контролируется по манометру 39.

После бурения производится остановка вращения бурильной колонны и, следовательно, ствола 2 вертлюга, а затем прекращение нагнетания бурового раствора в скважину. При этом происходит снижение давления в полости ствола 2 до атмосферного, flop весом бурильной колонны прилив 3 ствола 2 .своей опбрной поверхностью садится на опорную поверхность упорного подшипника, Масло из камеры

26 вытесняет из камеры 28 буровой раствор и эластичная диафрагма 27, распрямляясь, занимает свое исходное положение, обхватывая наружную поверхность ствола 2, а буровой растеор из камеры 28 по наклонному отверстию 12 вытесняется в полость ствола.2, а из нее в полость бурильной колонны, При повторном бурении описанные операции повторяются. упорного подшипника, т.е. эффект безызносности, ля обеспечения гарантированного зазора ч0 определяют требуемое давление бурового раствора по манометру

39 и при необходимости устанавливают сменную насадку 18, Если возникает давление, превышающее требуемое давление бурового раствора, то происходит дополнительный подьем, ствола 2 и сжатие тарельчатой пружины

16, которая исполняеФ роль амортизатора, 1, Вертлюг, включающий корпус, установленный в корпусе на вспомога— тельных подшипниках пустотелый ств л, прилив которого размещен на основног опоре, переводник, связанный со стволом, и размещенную под приливом

10 ствола между наружной поверхностью ствола и внутренней поверхностью корпуса масляную камеру, о т л и ча ющи йся тем, что, с целью повышения надежности работы вертлюга

15 и его долговечности, он снабжен узлом уплотнения и установленным в масляной камере разделительным узлом, выполненным в вире связанного

20 со. стволом полого перфорированного разделительного элемента, в полости которого установлена эластичная диафрагма, делящая его полость на камеры нагнетания и жидкостную, связанную

25 с внутренней полостью ствола посредством наклонного канала, выполненного в теле ствола, при этом узел уплотнения выполнен в виде размещенных между наружной боковой поверхностью прилива и внутренней поЗО верхностью корпуса уплотнительных элементов и установленного над последними кольца, закрепленного на верхней торцевой поверхности . прилива, а основная опора выполнена в виЗ5 де-подшипника скольжения жидкостного трения, 2, Вертлюг по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в переводнике установлена сменная насадка.

40 3, Вертлюг по п,1, о т л и ч а ю- . шийся тем, что на наружной боковой поверхности прилива установлено износостойкое кольцо.

1721213

1721213

Составитель И.Неснова

Редактор И.ранкович Техред Л,Олийнык Корректор Л,Пилипенко

Заказ 1324 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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