Вертлюг буровой установки

Полезная модель относится к вертлюгам для ручного бурения скважин, использующим мускульную силу и предназначенным для бурения бытовых скважин на воду в грунте с промывкой глубиной до 50 м методом вращательного бурения водой. Вертлюг может использоваться в буровых установках для создания скважин для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов, бурения артезианских скважин, колодцев, скважин на дачных участках и огородах, а также для горизонтального бурения, например, при прокладке кабелей.
Известен буровой вертлюг-сальник для бурения с одновременной обсадкой, включающий корпус, соединенный с обсадной колонной, трубу для соединения с бурильной колонной, переводник для соединения с приводом и вход для промывочной жидкости. В корпусе дополнительно установлен вращающийся толкатель, выполненный в виде полого цилиндра с нижней втулочной частью, с возможностью перемещения вверх и вниз по внутренней поверхности корпуса для передачи осевой разнонаправленной нагрузки на обсадную колонну за счет подшипников, расположенных в верхней и нижней частях корпуса, герметизированных сальниковым уплотнением от промывочной жидкости, поступающей в межтрубное пространство корпуса через дополнительный боковой вход, при этом корпус не вращается. Промывочная жидкость подается в вертлюг сверху под давлением и имеется дополнительный боковой вход для промывочной жидкости. Данный вертлюг (полезная модель RU 172469, Е21В 21/02, 2017).
Согласно области применения по этому патенту - вертлюг-сальник относится к горному делу и строительству и может применяться при бурении с одновременной обсадкой вертикальных, наклонных, вертикально-горизонтальных геологоразведочных, водозаборных, гидродобычных скважин в рыхлых, неустойчивых, склонных к обрушению, обводненных и плывучих горных породах для подачи бурового раствора и соединения с бурильной и обсадной колоннами.
Для бурения данным оборудованием необходимо применение специальной техники и бригады квалифицированных бурильщиков, т.к. вертлюг в комплекте с обсадной трубой и буровыми трубами имеет огромный вес. Поэтому описанный вертлюг не может применяться в установках ручного бурения.
Известен вертлюг мобильной установки для бурения скважин (RU 2401376, Е21В 3/00, 2010). На стр. 4 и 5 описания и фиг. 5 описан и показан вертлюг, содержащий корпус с боковым патрубком для подвода промывочной жидкости, вращающийся вал с отверстиями для подвода воды в буровые штанги, камеру, образованную стенками корпуса и валом, уплотнительные кольца и подшипниковые опоры. Корпус вертлюга выполнен из одной детали. Вал вертлюга для подвода воды установлен в подшипниковых опорах и выполнен с пересекающимися радиальным и осевым отверстиями. Подшипниковые опоры расположены по торцам вала. Уплотнительные кольца представляют собой сальники, установленные в канавках на валу, и контактируют с внутренней поверхностью корпуса. При бурении сальники вращаются вместе с валом. В качестве промывочной жидкости может использоваться вода. Вертлюг является тяжелым и громоздким, не может насаживаться на штангу вручную и перемещаться вдоль нее с помощью мускульной силы. Поэтому вертлюг насаживается на штангу и перемещается вдоль штанги с помощью специального приспособления, например каретки, установленной на ползунах для перемещения по вертикальным направляющим.
Недостатком устройства является сложность сборки и разборки вертлюга, т.к. для разборки необходимо снимать подшипники, что требует специального оборудования, и практически полностью разбирать вертлюг. Следствием этого является низкая ремонтопригодность, т.к. разобрать и отремонтировать этот вертлюг в полевых условиях невозможно.
Известен вертлюг буровой скважины, 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. Вращающаяся камера выполнена в виде ниппеля. Ниппель имеет на одном конце резьбу, на которую навернут переходник для последующего соединения с буровой штангой. На переходнике для буровой штанги и ниппеле выполнены фланцы. Между фланцами установлен корпус и амортизирующие кольца. (RU 2470139, Е21/02, 2011).
Описанный вертлюг используется только в буровых станках, закрепленных на общем лафете, и не может использоваться для соединения с малогабаритным приводным устройством ручного управления.
Задачей полезной модели является создание вертлюга буровой установки, использующего мускульную силу, конструкция которого позволяет соединять вертлюг с малогабаритным приводом, например, с электродрелью.
Поставленная задача решается в вертлюге буровой установки, содержащей переходник для рукава, корпус, установленная в корпусе вращающаяся камера 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, причем 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.
В корпусе вертлюга буровой установки выполнены сквозные отверстия для фиксации соединения корпуса с приводным устройством.
В результате поиска по источникам информации аналогичный вертлюг не обнаружен. Полезная модель обладает новизной и промышленной применимостью.
На прилагаемом рисунке представлен заявляемый вертлюг в разрезе.
Предлагаемый вертлюг для бурения скважин содержит переходник 1 для рукава, корпус 2, вращающуюся камеру 3 с отверстиями 4, полость 5, образованную между внутренней стенкой корпуса 2 и внешней стенкой камеры 3, с торцов ограниченную манжетами 6. Камера 3 имеет на одном конце резьбу для непосредственного соединения с буровой штангой (штанга на рисунке не показана), а хвостовая часть камеры выполнена в виде конусообразного хвостовика, соединяющего вращающуюся камеру 3 с приводным устройством (приводное устройство на рисунке не показано). Конусность хвостовика может быть любой для насаживания на него приводного вращающегося устройства, например, электродрели. В корпусе 2 выполнены сквозные отверстия 7 для фиксации соединения корпуса с приводным устройством. Подшипники 8 установлены в корпусе 2 для обеспечения осевого вращения камеры 3.
Вертлюг работает следующим образом. Сначала на конусообразный хвостовик 8 камеры 3 насаживается приводное устройство, придающее вращательное движение камере 3 (приводное устройство на рисунке не показано). На другую сторону камеры 3 с помощью резьбы крепится первая буровая штанга. Промывочная жидкость подается под давлением, например от гидрокомпрессора, в рукав и через переходник рукава 1 в камеру 3. Промывочная жидкость через отверстия 4 в камере 3 перемещается вниз к буровым штангам, которые наращиваются при увеличении глубины скважины. Далее промывочная жидкость движется в полой буровой штанге к буру. Промывочная жидкость через переходник 1 поступает также в полость 5, заполняет ее под давлением и удерживается манжетами 6, которые предотвращают протекание жидкости в подшипники 8. В нижней буровой штанге установлен бур, который производит рыхление породы, а промывочная жидкость выносит ее наверх в пространстве между буровой штангой и обсадной трубой и попадает в емкость, где оседает буровая мелочь, а промывочная жидкость из емкости снова поступает в гидрокомпрессор за счет всасывания (буровые штанги, бур, обсадная труба, приводное устройство и емкость на чертеже не показаны, т.к. они не являются частями вертлюга).
Вертлюг может использоваться как насадка на любой привод, удерживаемый только мускульной силой. Простота и надежность конструкции заявляемого вертлюга гарантирует его длительную эксплуатацию без ремонта.