ВЕРТЛЮГ И УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ВЕРТЛЮГА

Группа полезных моделей относится к бурению скважин, а именно - к устройствам для промывки буровых скважин.
Известен вертлюг (пат. RU №2204687, Е 21 В 21/02, опубл. 2003 г.), содержащий корпус, установленные в корпусе узел уплотнения и на подшипниках ствол. Узел уплотнения выполнен в виде сальника.
Недостатком такого вертлюга является сложность его эксплуатации, что объясняется необходимостью полной разборки вертлюга для замены уплотнительного узла при его износе. А узел уплотнения не надежен.
Наиболее близким к заявляемым и принятым в качестве прототипа заявляемого вертлюга и его узла уплотнения является вертлюг (пат. RU №2116430, Е 21 В 21/02, опубл. 1998 г.), содержащий корпус, состоящий из нижней и верхней частей, установленные в корпусе узел уплотнения и на подшипниках ствол. Узел уплотнения расположен в верхнее части корпуса и содержит расположенное между стволом и корпусом лабиринтное уплотнение, пакет уплотнительных колец и резиновое кольцо.
В таком вертлюге несколько легче заменить узел уплотнения, а наличие лабиринтного уплотнения несколько повышает его надежность.
Однако, недостатками такого вертлюга и узла уплотнения являются: большие габариты вертлюга по высоте, сложность замены узла уплотнения и его низкая надежность.
Задачей предлагаемой группы полезных моделей является уменьшение габаритов вертлюга по высоте, упрощение замены узла уплотнения и повышение надежности узла уплотнения.
Поставленная задача решается за счет того, что в вертлюге, содержащем корпус, состоящий из нижней и верхней частей, установленных в
корпусе узла уплотнения и на подшипниках ствола, узел уплотнения расположен в нижней части корпуса.
Расположение узла уплотнения в нижней части корпуса позволяет уменьшить габариты вертлюга по высоте и облегчить доступ к уплотнительному узлу, что облегчает замену уплотнительного узла.
Поставленная задача решается за счет того, что узел уплотнения вертлюга, содержащий расположенное между стволом и корпусом лабиринтное уплотнение, пакет уплотнительных колец и резиновое кольцо, дополнительно содержит сальниковое уплотнение, расположенное между лабиринтным уплотнением и пакетом уплотнительных колец, выполненным из чередующихся металлических колец с выемками, в которых установлены фторопластовые кольца с образованием полости, в которой размещено резиновое кольцо, при этом на наружной боковой поверхности первого и последнего металлических колец пакета выполнены выемки в которых установлены резиновые кольца.
Выполнение уплотнительного узла с вышеперечисленными признаками позволяет повысить надежность уплотнения.
Кроме того, фторопластовые кольца могут иметь на внутренней боковой поверхности уплотнительные гребешки, контактирующие со стволом.
Выполнение на внутренней боковой поверхности фторопластовых колец уплотнительных гребешков, контактирующих со стволом, позволяет повысить надежность уплотнения между фторопластовым кольцом и стволом за счет деформации гребешков.
Кроме того, фторопластовые кольца могут иметь на торцевой поверхности уплотнительные гребешки.
Выполнение на торцевой поверхности фторопластовых колец уплотнительных гребешков позволяет повысить надежность уплотнения между фторопластовым и металлическим кольцом за счет деформации гребешков.
Кроме того, фторопластовые кольца могут быть выполнены в виде кольца с фланцем, при этом толщина стенки кольца меньше высоты фланца.
Такое выполнение фторопластового кольца позволяет обеспечить надежное радиальное уплотнение за счет деформации стенки кольца.
Группа полезных моделей поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид вертлюга с разрезом; на фиг.2 - нижняя часть корпуса с уплотнительным узлом, на фиг.3 - выносной элемент А на фиг.2.
Вертлюг содержит корпус, состоящий из нижней 1 и верхней 2 частей, установленные в корпусе узел 3 уплотнения и на подшипниках 4 ствол 5. Узел 3 уплотнения расположен в нижней 1 части корпуса. Узел 3 уплотнения содержит расположенное между стволом 5 и корпусом (нижней частью 1) лабиринтное уплотнение 6, пакет 7 уплотнительных колец и резиновое кольцо 8. Узел 3 уплотнения дополнительно содержит сальниковое уплотнение 9, расположенное между лабиринтным уплотнением 6 и пакетом 7 уплотнительных колец, выполненным из чередующихся металлических колец 10 с выемками 11, в которых установлены фторопластовые кольца 12 с образованием полости, в которой размещено резиновое кольцо 8, На наружной боковой поверхности первого и последнего металлических колец 10 пакета 7 выполнены выемки, в которых установлены резиновые кольца 13. В приведенном на фиг.3 варианте фторопластовые кольца 12 имеют на внутренней боковой поверхности уплотнительные гребешки 14, контактирующие со стволом 5, а на торцевой поверхности - уплотнительные гребешки 15. Фторопластовые кольца 12 выполнены в виде кольца с фланцем, при этом толщина а стенки кольца меньше высоты в фланца.
Вертлюг работает следующим образом.
К подводу 16 присоединяется нагнетательный шланг промывочного насоса. Нижнюю часть 1 корпуса подсоединяют к ведущей бурильной трубе, закрепленной во вращателе бурового станка и соединенной с колонной
бурильных труб в скважине. Затем включают насос, и промывочная жидкость поступает через шланг в подвод 16, в неподвижный ствол 5 и далее через нижнюю часть 1 корпуса в колонну бурильных труб в скважину. Далее включают вращатель станка, вращение которого передается на закрепленную в нем колонну бурильных труб. Вместе с трубами начинает вращаться присоединенная к ним нижняя часть 1 корпуса и вместе с ней верхняя часть 2. Между стволом 5 и нижней частью 1 в узле уплотнения промывочная жидкость теряет напор в лабиринтном уплотнении 6 и часть глинистой суспензии и, проходя через сальниковое уплотнение 9, теряет практически весь напор, фильтруется и полностью изолируется пакетом 7 уплотнительных колец. Рабочее состояние узла 3 уплотнения длительное время обеспечивается за счет упругости резиновых колец 8, которые обеспечивают силовое замыкание на уплотняемых поверхностях и компенсируют износ сальниковой набивки, торцевых гребешков 15, а также радиальных гребешков 14.
Попадание промывочной жидкости в масляную полость исключаются за счет установки дросселя 17, через который протечки промывочной жидкости изливаются. Для устранения протечек необходимо поджать узел уплотнения, для этого требуется отвернуть установочные винты 18 на несколько оборотов до выхода их концов из овалообразных пазов, выполненных на нижней части 1, затем довернуть нижнюю часть 1 в верхнюю 2, а установочные винты 18 завернуть до упора. Указанную операцию можно осуществлять без разборки вертлюга и без отсоединения колонны труб. Для полной замены уплотнения достаточно вывернуть нижнюю часть 1 корпуса, установить новый узел уплотнения и завернуть нижнюю часть 1 в верхнюю 2, а установочные винты 18 завернуть до упора.
Предложенный вертлюг и узел его уплотнения позволяют уменьшить габариты вертлюга по высоте, упростить замену узла уплотнения и повысить надежность узла уплотнения.