Вертлюг буровой установки

Область применения
Полезная модель относится к области бурения скважин. В частности, к вертлюгам, предназначенным для бурения бытовых скважин.
Уровень техники
Из уровня техники известен вертлюг бурового станка (RU 2470139), содержащий переходник для рукава, корпус и установленный в корпусе ниппель, отличающийся тем, что корпус выполнен со встроенным переходником для рукава, на конец ниппеля навернут переходник для штанги, при этом на переходнике для штанги и ниппеле выполнены фланцы с возможностью установки между ними корпуса и амортизирующих колец, между внутренней стенкой корпуса и внешней стенкой ниппеля установлены воротниковые манжеты, подпертые кольцами.
Недостатком данного вертлюга является сложно осуществимая ремонтопригодность в силу сложной доступности к элементам внутри корпуса вертлюга.
Также из уровня техники известен вертлюг (RU 2116430), включающий составной корпус, состоящий из нижней и верхней частей, установленный в корпусе на подшипниках ствол, в нижней части которого размещен узел уплотнения, отличающийся тем, что нижняя часть корпуса выполнена составной, состоящей из обоймы, соединенной с верхней частью корпуса, и зажима, размещенного в обойме на резьбе, а на торце ствола и на торце зажима выполнены цилиндрические прорези, в которые с зазором установлено концентрическое кольцо, выполненное из неметаллического антифрикционного материала.
Недостатком такого вертлюга является низкая надежность в виду того, что для соединения частей корпуса вертлюга используются резьбовое соединение и зажимы.
Кроме того, из уровня техники известен вертлюг буровой установки (RU 183760) (выбран за ближайший аналог), содержащий переходник для рукава, корпус, установленную в корпусе вращающуюся камеру с отверстиями, камера имеет на одном конце резьбу, а на другом конце - хвостовую часть для соединения с приводом, между внутренней стенкой корпуса и внешней стенкой камеры образована полость, с торцов ограниченная манжетами, отличающийся тем, что резьбовой конец камеры выполнен для непосредственного соединения с буровой штангой, корпус выполнен с возможностью закрепления в его внутренней части приводного устройства, а хвостовая часть камеры выполнена в виде конусообразного хвостовика, соединяющего вращающуюся камеру с приводным устройством.
Недостатком этого вертлюга является низкая ремонтопригодность из-за сложно доступности к элементам расположенным в корпусе вертлюга, а так же низкая надежность, связанная с тем, что для защиты подшипников используются две манжеты, вследствие чего в подшипник может попасть вода и вывести вертлюг из строя.
Краткое описание
Технический результат заключается в обеспечении надежной работы вертлюга и его ремонтопригодности.
Технический результат достигается за счет того, что вертлюг буровой установки, содержит переходник для присоединения рукава, корпус, установленный в корпусе вращающийся полый вал с симметрично расположенными отверстиями, на одном конце вал имеет резьбу для вкручивании бурильных труб, а на другом конце хвостовик для соединения с приводным устройством, подшипники и сальники, при этом, корпус выполнен составным, в верхней части корпуса содержится по крайней мере один подшипник и по крайней мере два сальника, а в нижней по крайней мере два подшипника и по крайней мере три сальника при этом камера, образованная между верхним и нижним сальником шире, чем размер самих сальников.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором верхняя и нижняя его части скручиваются шестью болтами.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором нижняя часть корпуса имеет крышку. Крышка прикручивается по крайней мере четырьмя болтами.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором полый вал имеет резьбу ленточного типа для вкручивания бурильных труб.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором корпус вертлюга выполнен из авиационного алюминия.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором полый вал выполнен цельным из стали.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором в качестве хвостовика для соединения с приводным устройством используется хвостовое соединение МОРЗЕ №2.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором в качестве хвостовика для соединения с приводным устройством используется хвостовое соединение типа квадрат.
Возможно выполнение вертлюга буровой установки, в котором в качестве хвостовика для соединения с приводным устройством используется хвостовое соединение типа шестигранник.
Описание чертежей
На фигуре 1 изображен вертикальный разрез вертлюга буровой установки
Позиция 1 - корпус
Позиция 2 - верхняя часть корпуса
Позиция 3 - нижняя часть корпуса
Позиция 4 - переходник для присоединения рукава
Позиция 5 - полый вал
Позиция 6 - хвостовик для соединения с приводным устройством
Позиция 7 - рукоять
Позиция 8 - подшипник
Позиция 9 - подшипник
Позиция 10 - подшипник
Позиция 11 - сальник
Позиция 12 - сальник
Позиция 13 - сальник
Позиция 14 - сальник
Позиция 15 - сальник
Позиция 16 - камера, образованная между верхним и нижним сальником
Позиция 17 - резьба
Позиция 18 - крышка корпуса
Позиция 19 - болт
Подробное описание
Вертлюг буровой установки состоит из: корпуса 1 выполненного составным из двух частей - верхней части корпуса 2 и нижней части корпуса 3, крышки 18, верхняя и нижняя части скручиваются болтами 19, по крайней мере четырьмя, но оптимальным количеством является шесть, что обеспечивает быстрый доступ к внутренним элементам вертлюга (валу, подшипникам, сальникам и т.п.) и как следствие обеспечивает ремонтопригодность и соответственно надежную работу вертлюга в целом, т.е. при разборном корпусе 1 проще подобраться к внутренним элементам вертлюга для их замены, чистки и мелкого ремонта, при этом болтовое соединение именно из шести болтов обеспечивает с одной стороны надежное соединение частей корпуса с другой стороны разборка /сборка проходит значительно быстрее, чем при большем количестве болтов, кроме того в нижней части корпуса крепится крышка при помощи болтового соединения, а именно при помощи шести болтов, крышка 18 служит опорой вала 5 что бы он не выпал вниз, корпус 1 выполнен из прочного и легкого материала, например авиационного алюминия В95 для того, чтобы резьба 17 выдержала нагрузку, т.к. прочность данной марки алюминия не уступает прочностным характеристикам стали, но при этом в три раза легче, что обеспечивает ремонтопригодность и надежность работы вертлюга, т.к. увеличиваются прочностные характеристики и ремонтировать вертлюг с корпусом из более легкого материала значительно легче; переходника для присоединения рукава 4, который служит для присоединения рукава для подачи бурового раствора в полый вал 5, переходник для присоединения рукава 4 крепится к корпусу 1 вертлюга методом холодной сварки; полого вала 5, который выполняется цельным из одной заготовки, для его изготовления используется сталь СТ60, СТ45, что позволяет резьбе 17 вала выдерживать сильные нагрузки и меньше ржаветь, в валу, симметрично друг другу, расположены отверстия полусферической формы для протока бурового раствора или иной промывочной жидкости, вал 5 содержит резьбу 17 для вкручивании бурильных труб, которая, при этом используется ленточная резьба, кроме того вал 5 содержит хвостовик 6 для соединения с приводным устройством, хвостовик формируется неотделимо от основной части, при этом, хвостовое соединение МОРЗЕ №2 вала подлежит закалке после изготовления, чтобы вал не провернуло из-за радиальной нагрузки буровой колонны, которая практически вся ложится на хвостовик, кроме того может использоваться хвостовое соединение типа квадрат, а так же хвостовое соединение типа шестигранник; рукоять 7 крепится к корпусу 1 методом холодной сварки и находится с противоположной стороны от переходника 4 для присоединения рукава; в верхней части одного подшипника 8 и двух сальников 11 и 12, а в нижней - двух подшипников 9 и 10 и трех сальников 13,14 и 15, при этом камера 16, образованная между верхними сальниками 11,12 и нижними сальниками 13,14 шире, чем размер самих сальников, что обеспечивает перепад давления, вследствие чего увеличивается напор воды, сальник 15 служит для защиты подшипников от попадания бурового раствора и промывочной жидкости при бурении, наличие двух сальников Пи 12 обеспечивает надежность работы вертлюга, т.к. если один сальник износится, то второй не даст воде протечь в подшипник 9 кроме того доступ к этим сальникам обеспечивается сразу при разборке корпуса, что способствует ремонтопригодности. При необходимости, подшипников и сальников может быть больше.
Таким образом, заявленная полезная модель «вертлюг буровой установки», благодаря своим конструктивным особенностям обеспечивает надежную работу вертлюга и его ремонтопригодность.