Вертлюг

Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к вертлюгу, применяемому для бурения скважин в буровых установках.
Из уровня техники, патент РФ №2116430, известен вертлюг, включающий корпус, выполненный в виде верхней и нижней частей, ствол, установленный в корпусе с возможностью осевого вращения, верхний и нижний центровочные подшипники ствола в корпусе, верхнее и нижнее уплотнения, выполненные для герметизации внутреннего пространства, где расположены подшипники, канал с пробкой, выполненный для заливания масла во внутреннее пространство с расположенными там подшипниками, сливное отверстие с пробкой. Однако при повышенных и пониженных температурах снижается надежность конструкции ввиду воздействия температуры на элементы конструкции (перегрев масла, выход из строя подшипников). Такая конструкция не позволяет в должной степени обеспечить термоизоляцию вертлюга от окружающей среды, тем самым обеспечиваю неширокий диапазон температур эксплуатации вертлюга. При этом в смазывающем масле в процессе износа вращающихся деталей внутреннего строения возникают металлические частицы и мелкие фракции из масла, которые увеличивают износ и могут стать причиной поломки и тем самым также снижают надежность вертлюга.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является возможность увеличение диапазона температур эксплуатации вертлюга.
Технический результат - увеличение диапазона температур эксплуатации вертлюга.
Технический результат достигается тем, что вертлюг содержит корпус из соединенных верхней и нижней частей, крепежное приспособление, верхнее и нижнее уплотнения, герметизирующие внутреннее пространство корпуса вертлюга, канал для заливания масла во внутреннее пространство корпуса, отвод, центровочные подшипники и упорный подшипник между ними, закрепленные во внутреннем пространстве корпуса, полый ствол, выполненный с возможностью вращения, сообщающийся с отводом и установленный на упорном и центровочных подшипниках, содержит термоизолирующий элемент, установленный на корпусе и обхватывающий его.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом фиг. 1, где на фиг. 1 показан общий вид вертлюга в разрезе с установленным термоизолирующим элементом.
На фигурах обозначены:
1 - корпус наружный верхний;
2 - корпус наружный нижний;
3 - ствол;
4 - напорные V-образные манжеты;
5 - регулировочная гайка;
6 - напорный сальниковый узел;
7, 8 - радиальные центровочные подшипники;
9 - упорный подшипник;
10 - резиновая армированная манжета;
11 - заливная пробка с указателем уровня;
12 - дыхательный клапан;
13 - крепежные элементы;
14 - отвод корпуса;
15 - крепежные элементы сальникового узла;
16 - переходник на фланец;
17 - цанга;
18 - зажим;
19 - переводник;
20 - термоизолирующий элемент.
Ниже приведен пример осуществления полезной модели.
Вертлюг состоит из следующих основных частей: корпуса, включающего две части: корпус: наружный верхний 1 и корпус наружный нижний 2, а также ствола 3, напорных V-образных самоуплотняющихся манжет 4 с регулировочной гайкой 5, установленных в сальниковом узле 6, подшипников 7 и 8, центрирующих ствол вертлюга, упорного подшипника 9, резиновой армированной манжеты 10, заливной пробки с указателем уровня 11, дыхательного клапана 12, крепежных элементов 13, отвода корпуса 14, крепежных элементов сальникового узла 15, переходника на фланец 16, цанги 17, зажима 18, переводника 19, термоизолирующий элемент 20 и пробки с установленным в ней магнитным элементом.
Верхний наружный корпус 1 представляет собой сварную конструкцию с боковым отводом 14. Отвод корпуса 14 заканчивается внутренней резьбой, предназначенной для присоединения к напорному шлангу или переходником на фланец 16 (как показано на фиг. 1). Напорный сальниковый узел 6, состоящий из манжет 4 с кольцами и регулировочной гайки 5, в сборе закрепляется в верхнем наружном корпусе 1 крепежными элементами 15 (фиг. 1).
Напорный сальниковый узел 6 служит для уплотнения зазора между стволом и корпусом, т.е. является верхним уплотнением, выполненным для герметизации внутреннего пространства вертлюга, где расположены подшипники.
Верхний корпус 1 также имеет крепежное приспособление, например бурт, для подвешивания к элеватору.
Нижний корпус 2 представляет собой сварную конструкцию, которая при помощи крепежных элементов 13 соединена с верхним корпусом 1. Во внутренней части полости нижнего корпуса устанавливаются упорный подшипник 9 и радиальные подшипники 7,8, центрирующие ствол 3 вертлюга. Резиновая армированная манжета 10 установлена в нижнем корпусе 2 и служит для уплотнения зазора между стволом 3 и корпусом 2, т.е. является нижним уплотнением, выполненным для герметизации внутреннего пространства корпуса вертлюга.
Крепежные элементы 13 предназначены для соединения верхнего 1 и нижнего 2 наружных корпусов и могут представлять собой шпильки, гайки, шайбы, шплинты.
Заливная пробка с указателем уровня 11 предназначена для заливки и контроля смазочного материала предусмотренного производителем и указанного в руководстве по эксплуатации.
Дыхательный клапан предназначен для компенсации разности давлений окружающего воздуха и внутри корпуса, возникающей при работе вертлюга.
Подшипники 7, 8 центрируют ствол 3 вертлюга и могут представлять собой радиальные центровочные подшипники. Упорный подшипник 9 служит для восприятия осевой нагрузки от веса колонны НКТ или бурильных труб и может представлять собой, например, роликовый упорно-радиальный сферический подшипник. Подшипники 7, 8, 9 закреплены во внутреннем пространстве корпуса 2.
Ствол 3 представляет собой вращающуюся деталь и устанавливается в нижнем корпусе 2 на подшипниках 7, 8, 9. Ствол 3 выполнен полым и сообщается с отводом 14, так обеспечивается возможность закачивать в буровую колонну буровой раствор. Снизу ствол 3 может иметь резьбу, например, В 89 Л по ГОСТ 631-75, предназначенную для соединения с бурильными трубами с левой резьбой. При этом ствол может иметь резьбу, предназначенную для соединения с бурильными трубами, как с левой резьбой, так и с правой. Также при помощи стопора-переводника 19 ствол может быть соединен с колонной бурильных труб или НКТ с любым направлением резьбы.
Стопор-переводник 19 фиксируется на стволе 3 цангой 17 и зажимом 18. Для работы цанги на стволе имеются продольные пазы.
При этом вертлюг содержит в нижнем корпусе 2 сливную пробку с установленным в ней магнитным элементом (на чертеже не показана).
Вертлюг содержит термоизолирующий элемент 20, установленный на корпус и представляющий собой, например, термокейс, изготовленный из стального корпуса с внутренним заполнением термоизоляционным материалом. Термоизолирующий элемент 20 обхватывает корпус вертлюга (фиг. 1).
Установка термоизолирующего элемента 20 позволяет расширить температурный диапазон использования устройства, например, до вида климатического исполнения ХЛ по ГОСТ 15150-69, при одновременном повышении надежности вертлюга.