RU2425951C2

RU2425951C2 - Swivel

Info

Publication number: RU2425951C2
Application number: RU2009137723/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Баканов (RU); Юрий Иванович Баканов; Александр Васильевич Сычиков (RU); Александр Васильевич Сычиков; Надежда Ивановна Кобелева (RU); Надежда Ивановна Кобелева; Вадим Георгиевич Гераськин (RU); Вадим Георгиевич Гераськин; Сергей Николаевич Шабров (RU); Сергей Николаевич Шабров; Денис Владимирович Токарь (RU); Денис Владимирович Токарь
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань"
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2011-08-10
Also published as: RU2009137723A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: swivel includes base, sleeve, housing, two rolling bearings and collars installed between the base and sleeve and is equipped with a cavity located in central channel. Cavity on the supply side of drilling fluid is interconnected with central channel by means of ejector to form in it the negative pressure during pumping of drilling fluid. Formation of negative pressure in the cavity allows excluding direct contact of drilling fluid with collars and sufficiently decreasing the negative influence of abrasive particles contained in drilling fluid for the period of service life of collars and sleeve. In addition, base has channels for discharge of drilling fluid from collars in case of leakage when there is no flow of drilling fluid. Channels allow excluding penetration of drilling fluid into rolling bearings and warning of the necessity of performing collar compression.

EFFECT: proposed swivel design allows without any sufficient costs improving reliability and enlarging service life of its components.

1 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, в частности к вертлюгам для бурового раствора.The invention relates to drilling equipment, in particular to swivels for drilling mud.

В процессе бурения скважины вертлюг используют для соединения двух вращающихся относительно друг друга частей механизма с одновременной прокачкой через них бурового раствора. При повторном использовании очищенного бурового раствора в нем присутствуют мелкие абразивные частицы, которые приводят к ускоренному износу вращающихся частей вертлюга. Возникает необходимость увеличить срок службы компонентов вертлюга.In the process of drilling a well, a swivel is used to connect two parts of the mechanism rotating relative to each other while pumping drilling fluid through them. When re-using the cleaned drilling fluid, small abrasive particles are present in it, which lead to accelerated wear of the rotating parts of the swivel. There is a need to increase the service life of the components of the swivel.

Известен вертлюг УВ-250, предназначенный для поддержания на весу бурильного инструмента, а также для герметизации канала промывочной жидкости в месте сопряжения неподвижных деталей с вращающейся колонной бурильных труб, состоящий из корпуса вертлюга, крышки корпуса, отвода, штроп, ствола, переводника, подшипника качения, уплотнения (Вертлюг УВ-250. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 4066.46.000-ITO, 1985 г.).The well-known swivel UV-250, designed to maintain the weight of the drilling tool, as well as to seal the flushing fluid channel at the interface between the stationary parts and the rotating drill pipe string, consisting of the swivel body, housing cover, outlet, sling, barrel, sub, rolling bearing , seals (Swivel UV-250. Technical description and operating instructions. 4066.46.000-ITO, 1985).

Основным недостатком известного вертлюга является недостаточная надежность и эффективность в работе, а также невозможность использования его в установках горизонтально-направленного бурения скважин.The main disadvantage of the known swivel is the lack of reliability and efficiency in work, as well as the inability to use it in horizontal drilling rigs.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому вертлюгу является вертлюг фирмы «VERMEER», который применяется в установке «D-50 navigator» для горизонтально-направленного бурения скважин.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed swivel is a swivel firm "VERMEER", which is used in the installation "D-50 navigator" for horizontal directional drilling of wells.

Известный вертлюг состоит из основания, гильзы, корпуса, манжет. Основание и корпус фиксируются от взаимного перемещения двумя полукольцами, которые закрываются наружным стопорным кольцом. Между гильзой и основанием установлены уплотнительные манжеты, нажимное, упорное и дистанционное кольца. Для обеспечения вращения гильзы в корпусе установлены два подшипника качения между корпусом и гильзой. Подшипники качения защищены от наружного воздействия манжетой (Инструкция по эксплуатации установки D-50×100 NAVIGATOR, Directional Boring System, VERMEER).Known swivel consists of a base, sleeve, body, cuffs. The base and the housing are fixed from mutual movement by two half rings, which are closed by an external retaining ring. Between the sleeve and the base are installed sealing cuffs, pressure, thrust and distance rings. To ensure rotation of the sleeve in the housing, two rolling bearings are installed between the housing and the sleeve. Rolling bearings are protected against external impact by a sleeve (Operating Instructions for the D-50 × 100 NAVIGATOR, Directional Boring System, VERMEER).

Его основными недостатками являются нерегулируемая конструкция и невозможность оперативного поджатия манжет при их ослаблении; отсутствие защиты подшипников качения от заполнения их буровым раствором при возникновении протечки через манжеты; непосредственный контакт манжет с буровым раствором во время его движения через вертлюг, приводящий к ускоренному износу манжет и гильзы из-за наличия в буровом растворе мелких абразивных частиц. Перечисленные недостатки снижают надежность и срок службы компонентов вертлюга.Its main disadvantages are unregulated design and the inability to quickly tighten the cuffs when they are weakened; lack of protection for rolling bearings from filling them with drilling fluid when leakage occurs through cuffs; direct contact of the cuffs with the drilling fluid during its movement through the swivel, leading to accelerated wear of the cuffs and sleeves due to the presence of small abrasive particles in the drilling fluid. These disadvantages reduce the reliability and service life of the components of the swivel.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы компонентов вертлюга.The objective of the present invention is to increase reliability and increase the service life of the components of the swivel.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый вертлюг, включающий основание, гильзу, корпус, два подшипника качения и манжеты, установленные между основанием и гильзой, согласно изобретению дополнительно снабжен расположенной в центральном канале полостью, которая со стороны подачи бурового раствора сообщена с центральным каналом посредством эжектора для образования в полости в процессе прокачки бурового раствора разрежения, позволяющего исключить непосредственный контакт бурового раствора с манжетами и снижающего негативное влияние абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе, на срок службы манжет, гильзы, и каналами, предупреждающими о необходимости поджатия манжет для сохранности подшипникового узла.The essence of the present invention lies in the fact that the inventive swivel, comprising a base, sleeve, housing, two rolling bearings and cuffs installed between the base and sleeve, according to the invention is further provided with a cavity located in the Central channel, which is on the supply side of the drilling fluid communicates with the Central channel by means of an ejector to form a vacuum in the cavity during pumping of the drilling fluid, which eliminates direct contact of the drilling fluid with the cuffs and reduces its negative effect of abrasive particles contained in the drilling fluid on the service life of the cuffs, sleeves, and channels warning about the need to preload the cuffs for the safety of the bearing assembly.

На чертеже представлен заявляемый вертлюг с продольным разрезом.The drawing shows the inventive swivel with a longitudinal section.

Заявляемый вертлюг состоит из корпуса 1, гильзы 2, основания 3 с возможностью перемещения внутри корпуса 1, эжектора 6, установленного в основании 3 перед гильзой 2, подшипников качения 4, установленных между корпусом 1 и гильзой 3, накидной гайки 5, с помощью которой происходит перемещение основания 3. Между гильзой 2 и основанием 3 установлены рабочие манжеты 7, дистанционное кольцо 8, дополнительная манжета 9 и упорное кольцо 10. Основание 3 дополнительно имеет каналы 16 для отвода бурового раствора от манжет 9 в случае возникновения протечки при отсутствии движения бурового раствора. Появление бурового раствора в каналах 16 предупреждает о необходимости произвести поджатие манжет 7, 9 и исключить попадание бурового раствора в подшипники качения. В корпус 1 установлена манжета 11 для защиты подшипников качения 4.The inventive swivel consists of a housing 1, sleeve 2, base 3 with the possibility of movement inside the housing 1, an ejector 6 installed in the base 3 in front of the sleeve 2, rolling bearings 4 mounted between the housing 1 and the sleeve 3, a union nut 5, with which movement of the base 3. Between the sleeve 2 and the base 3 there are working cuffs 7, a spacer ring 8, an additional cuff 9 and a thrust ring 10. The base 3 additionally has channels 16 for draining the drilling fluid from the cuffs 9 in the event of leakage due to movement of the drilling fluid. The appearance of drilling fluid in the channels 16 warns of the need to preload the cuffs 7, 9 and to prevent the ingress of drilling fluid into the rolling bearings. A cuff 11 is installed in the housing 1 to protect the rolling bearings 4.

Заявляемый вертлюг работает следующим образом.The inventive swivel operates as follows.

Буровой раствор подается в центральный канал 12 основания 3, далее через эжектор 6 поступает в полость 14, где происходит разрежение, после чего буровой раствор поступает через центральный канал 13 гильзы 2 в бурильную колонну. При этом буровой раствор не попадает в полость 15 и, следовательно, к манжетам 7, так как в полости 14 происходит разрежение бурового раствора, что исключает попадание абразива на манжеты. В случае возникновения протекания бурового раствора через манжеты 7, при их износе, буровой раствор вытекает из вертлюга по каналам 16 в основании 3, тем самым сигнализируя о необходимости произвести поджатие манжет 7 и 9. Это позволяет защитить подшипники качения 4 от попадания в них бурового раствора и предотвратить их преждевременный износ. Поджатие манжет 7, 9 производится перемещением основания 3 накидной гайкой 5.The drilling fluid is fed into the Central channel 12 of the base 3, then through the ejector 6 enters the cavity 14, where the vacuum occurs, after which the drilling fluid enters through the Central channel 13 of the sleeve 2 into the drill string. In this case, the drilling fluid does not fall into the cavity 15 and, therefore, to the cuffs 7, since in the cavity 14 there is a rarefaction of the drilling fluid, which eliminates the ingress of abrasive on the cuffs. In the event that the drilling fluid flows through the cuffs 7, when they are worn, the drilling fluid flows out of the swivel through the channels 16 in the base 3, thereby signaling the need to preload the cuffs 7 and 9. This allows to protect the rolling bearings 4 from the ingress of drilling fluid and prevent their premature wear. The compression of the cuffs 7, 9 is carried out by moving the base 3 with a union nut 5.

Предлагаемая конструкция заявляемого вертлюга позволяет без существенных затрат повысить надежность и увеличить срок службы его компонентов за счет защиты вращающихся частей от абразивных частиц, находящихся в буровом растворе.The proposed design of the inventive swivel allows without significant costs to increase reliability and increase the life of its components by protecting the rotating parts from abrasive particles in the drilling fluid.

Claims

A swivel comprising a base, a sleeve, a housing, two rolling bearings and cuffs installed between the base and the sleeve, characterized in that it is further provided with a cavity located in the central channel, which, on the supply side of the drilling fluid, is in communication with the central channel through an ejector to form the process of pumping drilling fluid rarefaction, which eliminates direct contact of the drilling fluid with cuffs and reduces the negative impact of abrasive particles contained in the drilling fluid solution, for the service life of the cuffs, liners, and channels, warning about the need to preload the cuffs for the safety of the bearing assembly.