Вертлюг

21 А ИН 19) 1)5 Е 2 ПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВУ бретения - повышениеработы и долговечности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕП.НИЯМ И (ЛНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Лвторское свидетельство СССРЮ 1328476, кл, Е 21 В 21/02, 1985,Лвторское свидетельство СССРФГ 1509507, кл, Е 21 В 21/02, 1988,(57) Изобретение м,б, использованов составе. бурового инструмента длябурения скважины с подачей на эабо Изобретение относится к горнойпромышленности, в частности к вертлюгам,Цель иэонадежностивертлюга,На фиг.1 изображен вертлюг общий вид, на фиг.2 - узел 1 на фиг,1,Вертлюг содержит корпус 1, размещенный в нем пустотелый ствол 2 сприливом 3, который опирается наосновную опору 4, выполненную в видеподшипника скольжения жидкостноготрения, масляную ванну. 5, крышку 6,тумбу 7, наголовник 8, подвод 9 уп"лотнительное устройство напорногопатрубка 10, переводник 1.1, В стволевыполнено не менее одного наклонногоотверстия 12, Кроме основного подшипника 4 на стволе установленыверхние вспомогательные подшипники 2йромывочного 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,13 и 14, между которыми расположенвкладыш 15, содержащий медь, В зоневыше прилива ствола установлена покрайней мере одна тарельчатая пружина 16, например, между подшипником 14и тумбой 7; Ниже основной опоры 4 настволе установлен вспомогательныйподшипник 17, центрирующий ствол 2,В переводнике 11 установлен сменныйштуцер .18 (насадка), обеспечивающийнеобходимое давление для созданиягарантированного зазора между основными опорными поверхностями ствола 2и корпуса 1. На приливе 3 может бытьустановлен сменный антифрикционныйдиск 19 с включениями меди. В корпусе 1 вертлюга ниже основной опоры 4между внутренним диаметром корпуса инаружным диаметром ствола выполненакольцевая масляная камера 20, в которой герметично размещен разделитель1213 3 172ный узел 21, закрепленный в верхнейчасти к приливу 3 болтами 22, а внижней части - к стволу 2 вертлюгаболтами 23 Разделительный узел 21включает жесткий полый разделительный .элемент 24 с отверстиями 25 (сперфорацией), в полости которого кего внутренней вогнутой поверхности,образуя камеру 26 нагнетания, герметично установлена эластичная диафрагма .27. Жесткий разделительныйэлемент 24 ограничивает прогиб и предохраняет эластичную диафрагму 27от разрушения, Наклонное отверстие12 в стволе 2 выведено в нижнюю частькамеры 28 с эластичной диафрагмой 27,На боковой поверхности прилива 3установлено износостойкое съемноекольцо 29, контактирующее своимнаружным диаметром с уплотнительнымузлом, выполненным в виде установ"ленных в корпусе вертлюга уплотнительных манжет 30, которые сверхуподжимаются кольцом 31 с помощьюболтов, Конструктивно бурт кольца 29может быть выполнен снизу прилива 3,Нижний уплотнительный узел маслянойкамеры 20 высокого давления содержитвтулку 32, Фланец 33, прикрепленныйк корпусу 1, уплотнительные элементы 34, которые поджимаются кольцом35, и прокладку 36, Рля исключенияпопадания грязи в верхние вспомогательные подшипники 13 и 14 в кольцевом пазу тумбы 7 установлен уплотнительный элемент 37, контактирующий споверхностью наружного диаметра ствола 2 вертлюга,В зоне кольцевой масляной камеры20 в корпусе 1 выполнено отверстие(сверление, канал) 38, в котором установлен манометр 39, По показаниюманометра 39 определяют налицие жир,- костного трения в упорном подшипнике4 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 стволавертлюга через наклонное отверстие12 в камеру 28 с эластичной диафраг- мой 27,Вертлюг работает следующим об 5разом,Перед началом бурения скважинывертлюг (со штропом или без штропа)с ведущей трубой (квадратной штан 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 гой) подсоединяется к узлу талевойсистемы, затем к нижнему концу ведущей трубы присоединяется бурильнаяколонна несущая на конце буровоедолото, Подвод 9 вертлюга соединяютс буровым рукавом от стояка нагнетательной линии буровых насосов,Перед бурением скважины производят циркуляцию бурового раствора,Для этого буровым(ми) насосом (ами)под давлением нагнетается буровойраствор через буровой рукав, подвод,через полости ствола, вертлюга, квадратной штанги, бурильной колонны идолота в скважину, После этого буровой раствор по затрубному кольцевомупространству между наружной поверхностью бурильной колонны и поверхностью атенки скважины поднимается на дневную поверхность, Вэто время ротор еще не вращаетствол вертлюга через кварратную штангу, а прилив 3 ствола 2 уже приподнят на гарантированный зазор 40подъемной силой масла от давления бурового раствора в полости стволавертлюга, который через наклонноеотверстие 12 попадает в камеру 28 сэластичной. диафрагмой 27. Эластичная риафрагма 27, прогибаясь, вытесняет из камеры 26 через отверстия 25разделительного жесткого элемента 24масло в масляную камеру 20 под при"лив 3, т.е, между пятой и подпятником упорного подшипника скольженияв системе смазки которого имеются.элементы с медными включениями,В период циркуляции бурового раствора упорный подшипник 4 вертлюгагарантированно обеспечен масляным зазором 40 для жидкостного трения, Привращении ствола 2 вертлюга роторомво время бурения, при наличии давления бурового раствора, упорный подшипник 4 работает в режиме жидкостного трения как при трогании с места внацале вращения (при разгоне),так и во время установившегося вращения,Для случая, когда по каким-либо прицинам 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 трения721213 6 Формула изобретения 1В процессе бурения скважины привращении ствола вертлюга интервалдавлений нагнетаемого бурового раствора через вертлюг в скважину, обеспечивающий жидкостное трение упорногоподшипника вертлюга, контролируетсяпо манометру 39,После бурения производится остановка вращения бурильной колонныи, следовательно, ствола 2 вертлюга,а затем прекращение нагнетания бурового раствора в скважину, При этомпроисходит снижение давления в полости ствола 2 до атмосферного, Подвесом бурильной колонны прилив 3ствола 2 .своей опбрной поверхностьюсадится на опорную поверхность упорного подшипника, Масло из камеры26 вытесняет из камеры 28 буровойраствор и эластичная диафрагма 27,распрямляясь, занимает свое исходноеположение, обхватывая наружную поверхность ствола 2, а буровой раствор из камеры 28 по наклонному отверстию 12 вытесняется в полостьствола.2, а из нее в полость бурильной колонны, При повторном буренииописанные операции повторяются. упорного подшипника, т,е, эффектбезызносности,Рля обеспечения гарантированногозазора ч 0 определяют требуемое давление бурового раствора по манометру39 и при необходимости устанавливают сменную насадку 18, Если возникает давление, превышающее требуемоедавление бурового раствора, то происходит дополнительный подьем, ствола 2 и сжатие тарельчатой пружины116, которая исполняеФ роль амортизатора,1, Вертлюг, включающий корпус,установленный в корпусе на вспомога -тельных подшипниках пустотелый ствл,прилив которого размещен на основногопоре, переводник, связанный состволом, и размещенную под приливом10 ствола между наружной поверхностьюствола и внутренней поверхностьюкорпуса масляную камеру, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности работы вертлюга15 и его долговечности, он снабжен узлом уплотнения и установленным вмасляной камере разделительным узлом, выполненным в вире связанного20со, стволом полого перфорированногоразделительного элемента, в полостикоторого установлена эластичная диафрагма делящая его полость на камерынагнетания и жидкостную, связанную25с внутренней полостью ствола посредством наклонного канала, выполненного в теле ствола, при этом узелуплотнения выполнен в виде размещенных между наружной боковой поверхностью прилива и внутренней поЗО верхностью корпуса уплотнительныхэлементов и установленного над последними кольца, закрепленного наверхней торцевой поверхности прилива, а основная опора выполнена в виЗ 5 де подшипника скольжения жидкостноготрения,2, Вертлюг по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в переводникеустановлена сменная насадка.4 О 3, Вертлюг по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на наружнойбоковой поверхности прилива установлено износостойкое кольцо,1721213 иг с Составитель И,Несновадактор И.ранкович Техред Л,Олийнык Корректор Л,Пилип За НИИП 1 роичнодственно-издательский комбинат "Патент, гУжгород, ул, Гагарина, 1 324 Тираж По Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н сноеоткрытиям при ГКНТ СССРд, 4/5