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 данная конструкция вертлюга не предусматривает возможности эффективного охлаждения масла во внутреннем пространстве. Это может привести к проблеме перегрева масла, что негативным образом сказывается на смазывающих характеристиках при работе подшипников и снижает надежность устройства. 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 заявленной полезной моделью, является возможность увеличения теплоотдачи от вертлюга при его использовании.
Технический результат - увеличения теплоотдачи от вертлюга при его использовании.
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, а на наружной поверхности корпуса выполнены охлаждающие элементы.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами Фиг. 1-3, где
на фиг. 1 показан общий вид вертлюга;
на фиг. 2 показан общий вид вертлюга в разрезе.
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 - охлаждающие элементы;
21 - сливная пробка с магнитным элементом.
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 и сливной пробки с магнитным элементом 21.
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 12 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.
На наружной поверхности корпуса (на любой из его частей 1, 2 или на всех) вертлюга выполнены охлаждающие элементы 20. При этом охлаждающие элементы могут быть выполнены на всей поверхности корпуса или только в какой-то его части. Охлаждающие элементы поверхности могут представлять собой проточки или ребра, вертикальные, горизонтальные, или под произвольным углом, и увеличивают площадь внешней поверхности корпуса. Наличие охлаждающих элементов 20 позволяет увеличить теплоотдачу от вертлюга при его использовании, особенно это проявляется в климатическом районе В (+50°С). Данное конструкционное решение позволяет решить проблему перегрева масла, тем самым обеспечивая повышение надежности вертлюга.
При этом вертлюг содержит в нижнем корпусе 2 сливную пробку 21 с установленным в ней магнитным элементом.