Вертлюг

Предлагаемое техническое решение относится к области бурения и может быть использовано для создания конструкций вертлюгов, обладающих более высокой надежностью и более высоким уровнем ремонтоспособности.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание полезной модели к патенту РУ № 183760, которое содержит следующую совокупность существенных признаков:
- пустотелый цилиндрический корпус;
- первый подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- крышку с центральным отверстием, расположенную на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса;
- второй подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке средней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- пустотелый цилиндрический стакан с хвостовиком, выполненный в виде цельного неразъемного вращаемого соединительного звена. Устанавливаемого соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого и второго подшипников, и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги, и подсоединяемый верхним концом своего хвостовика к выходу привода;
- манжеты, установленные на соответствующих торцевых участках первого и второго подшипников и закрепленные краями своих окружностей на соответствующих участках внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- патрубок, используемый в случае необходимости для подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость пустотелого цилиндрического стакана и закрепляемый внешней поверхностью одного своего конца в отверстии, выполненном в боковой поверхности пустотелого цилиндрического корпуса.
Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и выше охарактеризованного аналогичного технического решения являются:
- пустотелый цилиндрический корпус;
- первый подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- крышка с центральным отверстием, расположенная на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса
- второй подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке средней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- пустотелый цилиндрический стакан, расположенный внешней поверхностью своего дна внутри пустотелого цилиндрического корпуса и установленный соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого и второго подшипников и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги;
- хвостовик, подсоединяемый своим верхним концом к выходу привода;
- манжеты, установленные на соответствующих торцевых участках первого и второго подшипников и закрепленные краями своих окружностей на соответствующих участках внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- патрубок, используемый в случае необходимости для подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость пустотелого цилиндрического стакана и закрепляемый внешней поверхностью одного своего конца в отверстии. Выполненном в боковой поверхности пустотелого цилиндрического корпуса.
Известно также аналогичное техническое решение, см. описание полезной модели к патенту RU № 185077, которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа, и которое содержит следующую совокупность существенных признаков:
- пустотелый цилиндрический корпус;
- первый подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- крышку с центральным отверстием, расположенную на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса;
- второй подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке средней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- пустотелый цилиндрический стакан, расположенный внешней поверхностью своего дна внутри пустотелого цилиндрического корпуса и установленный соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого и второго подшипников и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги;
- хвостовик, закрепленный своим нижним концом на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакана и подсоединяемый своим верхним концом к выходу привода;
- манжеты, установленные на соответствующих торцевых участках первого и второго подшипников и закрепленные краями своих окружностей на соответствующих участках внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- патрубок, используемый в случае необходимости для подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость пустотелого цилиндрического стакана и закрепляемый внешней поверхностью одного своего конца в отверстии, выполненном в боковой поверхности пустотелого цилиндрического корпуса.
Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и прототипа являются:
- пустотелый цилиндрический корпус;
- первый подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- крышка с центральным отверстием, расположенная на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса;
- второй подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке средней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- пустотелый цилиндрический стакан, расположенный внешней поверхностью своего дна внутри пустотелого цилиндрического корпуса и установленный соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого и второго подшипников и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги;
- хвостовик, закрепленный своим нижним концом на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакана и подсоединяемый своим верхним концом к выходу привода;
- манжеты, установленные на соответствующих торцевых участках первого и второго подшипников и закрепленные краями своих окружностей на соответствующих участках внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса;
- патрубок, используемый в случае необходимости для подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость пустотелого цилиндрического стакана и закрепляемый внешней поверхностью одного своего конца в отверстии, выполненном в боковой поверхности пустотелого цилиндрического корпуса.
Технический результат, которого невозможно достичь ни одним из выше охарактеризованных аналогичных технических решений, заключается в обеспечении более надежной и ремонтоспособной предлагаемой конструкции вертлюга.
Причиной невозможного достижения вышеуказанного технического результата является то, что в процессе длительной эксплуатации вертлюга, входящего в состав устройства для бурения, верхний подшипник из-за отсутствия его надлежащего закрепления и фиксации испытывает всевозможные вибрации и смещения, приводящие даже к поломке пустотелого цилиндрического стакана и к недостаточной ремонтоспособности.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания конструкций вертлюгов, обладающих более высокой надежностью и более эффективной ремонтоспособностью, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что вертлюг, содержащий пустотелый цилиндрический корпус, первый подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса, крышку с центральным отверстием, расположенную на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса, второй подшипник, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке вредней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса, пустотелый цилиндрический стакан, расположенный внешней поверхностью своего дня внутри пустотелого цилиндрического корпуса, и установленный соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого и второго подшипников и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги, и хвостовик, при этом вертлюг снабжен стопорным кольцом, расположенным на верхней торцевой поверхности первого подшипника и установленным краями своей окружности в пазу, выполненном на соответствующем участке внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса, а торцевая поверхность нижнего конца хвостовика закреплена, посредством болтового соединения, используя отверстие, выполненное в дне пустотелого цилиндрического стакана, и используя глухое отверстие, выполненное в торцевой поверхности нижнего конца хвостовика, на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакана.
Введение в конструкцию вертлюга стопорного кольца, его расположение и закрепление, как это указано выше, а также и закрепление торцевой поверхности нижнего конца хвостовика, посредством болтового соединения на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакана, позволяют создать более надежную и ремонтоспособную конструкцию вертлюга, так как практически полностью исключаются вибрации и смещения верхнего подшипника и последующие поломки пустотелого цилиндрического стакана. В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Предлагаемый для патентования вертлюг поясняется следующим описанием, фигурой 1, на которой представлен вертлюг в разрезе, фигурой 2, на которой представлен общий вид вертлюга. Вертлюг содержит:
- пустотелый цилиндрический корпус-1;
- первый подшипник-2, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке нижней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1;
- крышку-3 с центральным отверстием (на чертеже не обозначенном), расположенную на внешней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического корпуса-1;
- второй подшипник-4, закрепленный внешней поверхностью своей наружной обоймы на соответствующем участке средней внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1;
- пустотелый цилиндрический стакан-5 с отверстием, выполненным в дне пустотелого цилиндрического стакана-5, расположенный внешней поверхностью своего дна внутри пустотелого цилиндрического корпуса-1 и установленный соответствующими участками своей внешней поверхности во внутренних обоймах первого-2 и второго-4 подшипников, зафиксированный внешней поверхностью своего дна стопорным кольцом-6, установленном краями своей окружности в пазу-7, выполненном на соответствующем участке внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1 и подсоединяемый внутренней поверхностью своего нижнего конца к соответствующему концу буровой штанги (на чертеже не представленной);
- хвостовик-8, расположенный своим нижним концом на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакан-5 и закрепленный, посредством болтового соединения-9, используя отверстия, выполненные в дне пустотелого цилиндрического стакан-5, и используя глухое отверстие, выполненное в торцевой поверхности нижнего конца хвостовика-8, на внешней поверхности дна пустотелого цилиндрического стакана-5, и подсоединяемый своим верхним концом к выходу привода (на чертеже не представлен);
- патрубок-10, используемый в случае необходимости для подачи промывочной жидкости во внутреннюю полость пустотелого цилиндрического стакана-5, закрепляемый внешней поверхностью одного своего конца в отверстии-11, выполненном в боковой поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1;
- манжеты-12,13, установленные на соответствующих торцевых участках первого-2 и второго-4 подшипников и закрепленные своими соответствующими краями на соответствующих выступах, выполненных на соответствующих участках внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1 (при этом позиции выступов на чертеже не обозначены);
- усиленный хомут-14 для закрепления пустотелого цилиндрического корпуса-1, например, на вспомогательной стойке (которая на чертеже не представлена и не обозначена);
-сквозные отверстия-15 для фиксации соединения корпуса-1 с приводным устройством (которое на фигурах не представлено и не обозначено);
-резьба-16 для соединения с буровой штангой (штанга на фигурах не показана);
- посадочный паз-17 в пустотелом цилиндрическом корпусе-1 под посадку армированных манжетов-12,13 и подшипников 2,4;
-резьбовое соединение-18 хвостовика-8 с пустотелым цилиндрическим стаканом-5;
-вертлюг может содержать крепление-19, жестко закрепленное к корпусу-1, предназначенное для скольжения по направляющим, например, для использования в установке горизонтального бурения, описанного в патенте автора на полезную модель РФ №179765.
Предлагаемый вертлюг эксплуатируется следующим образом.
На вспомогательной стойке, посредством усиленного хомута-14, закрепляют пустотелый цилиндрический корпус-1 вертлюга, верхний конец хвостовика-8 которого закрепляют в патроне электрической дрели (привод вертлюга), а во внутренней поверхности нижнего конца пустотелого цилиндрического стакан-5 закрепляют верхний конец буровой штанги.
Включают электрическую дрель и приводят во вращение хвостовик-8 вертлюга, а вместе с ним приводят во вращение пустотелый цилиндрический стакан-5 и буровую штангу, которая при своем вращении обеспечивает создание скважины в земной поверхности, глубина которой определяется последовательно подсоединяемыми друг к другу буровыми штангами.
При этом наличие стопорного кольца-6 надежно фиксирует корпус пустотелого цилиндрического стакана-5 относительно внутренней поверхности пустотелого цилиндрического корпуса-1, предотвращая тем самым всевозможные смещения и поломкихвостовика-8, подшипников-2,4 и пустотелого цилиндрического стакан-5, повышая таким образом эксплуатационную надежность и ремонтоспособность не только вертлюга, но и устройства для бурения скважины в целом.
При бурении глубоких скважин и появлении необходимости подачи промывочной жидкости, через внутренние поверхности буровых штанг к буровой коронке, к входу патрубка-10 подсоединяют выход насоса, который и обеспечивает подачу промывочной жидкости к буровой коронке, и обеспечивает требуемый процесс бурения скважин.
Таким образом, предлагаемый вертлюг, за счет наличия стопорного кольца-6, обеспечивает более лучшую надежную эксплуатацию и ремонтоспособность, поэтому он займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.