Назначение и конструкция бурового вертлюга

На сегодняшний день наиболее предпочтительным методом бурения скважин является горизонтально направленное бурение. Данный метод позволяет с максимально незначительными разрушениями и с максимальной эффективностью производить прокладку инженерных коммуникаций.

Буровой вертлюг для малогабаритной установки

Кроме того, возможно более щадящее проделывает дорожных «проколов» и бурение скважин с заданными характеристиками (вплоть до сантиметра!). Одним из важнейших узлов данного метода можно назвать буровой вертлюг, разбираться в принципах работы которого необходимо всем, кто собирается бурить скважину.

1 Общие сведения и назначение

Эксплуатационный вертлюг (или устройство любого другого вида), это наиболее важный исполнительный орган буровой установки. Он предназначен для присоединения талевой системы к основанию бурильной колонны. По сути, данное устройство является соединительным звеном, выполненным по шарнирному типу. Оно предназначено для того, чтобы удерживать на весу всю буровую колонну.

Это нужно для того, чтобы буровая колонна могла свободно вращаться в скважине при выполнении буровых работ, а также для того, чтобы в бурильные трубы можно было под давлением подавать промывочный раствор, как при спокойном положении бурильных труб, так и при их вращении.

Вертлюг для малогабаритной буровой установки во время работы цепляют к штропам элеватора, в иных, более редких случаях, к талевому крюку, а к их вращающемуся основанию присоединяют внутрискважинное устройство. Помимо функции перекачки бурового раствора, вертлюг имеет еще и специальное отверстие для промывочных жидкостей, а специальный прочный отвод вертлюга стыкуют гибким шлангом к стояку так называемого напорного трубопровода буровой установки.
к меню ↑

1.1 Виды и отличия

Всего существует три основных вида вертлюгов. Каждый из видов предназначен для определенных условий, и, в зависимости от необходимых условий, делятся вертлюги на следующие виды:

• Бентонитовый (или же промывочный).

Бентонитовый буровой вертлюг

Предназначение данного вида вертлюга — перекачка бурового раствора. Промывочная жидкость проходит под давлением во вращающуюся колонну трубы бурильного аппарата, а также проходит в забой скважины через описываемый бентонитовый вертлюг.

Кроме того, промывочный бентонитовый вертлюг применяют и для промывки песчаных пробок во время проведения ремонтных работ на эксплуатируемой скважине. Промывочные бентонитовые вертлюги различаются по усилиям, которые они могут передавать сквозь свой корпус: 20 тонн, 30 тонн, 50 тонн и так далее.

• Силовой.

Данный вид вертлюга применяют уже на завершающейся, последней стадии бурильных работ. Силовой вертлюг оборудован верхним приводом и верхним вращателем, благодаря которым во время проведения бурильных работ вертлюг берет на себя функции ротора.

Помимо этого вертлюг имеет и несколько дополнительных областей применения: в виде крюка и механических ключей. Отличия между силовыми вертлюгами заключаются в усилии, которые они производят через тело (корпус) вертлюга, а также по типу стыковочного элемента (как пример — «проушина-вилка»).

• Эксплуатационный.

Этот вертлюг удерживается на весу и представляет собой вращающийся прибор для проведения буровых работ, который содействует параллельному вращению колонны всей буровой трубы и перекачке промывочной жидкости в момент проведения бурильных работ.

Буровой вертлюг для крупногабаритной установки ГНБ

Предпочтительно применять данный вид вертлюга при произведении подземного ремонта. Схема эксплуатационного вертлюга достаточно проста: он представлен в виде соединения двух частей, одна из которых строго фиксированный корпус, а вторая часть представляет собой вращающийся ствол.

Читайте также: особенности промывных фильтров очистки воды.

к меню ↑

2 Устройство и конструкция

Все виды описываемых устройств имеют корпус, а также пустотелый шпиндель и сравнительно небольшие подшипники. Сам корпус вертлюга выглядит как стальная обтекаемая отливка, что с помощью шарнира присоединена к так называемой «серьге».

Эксплуатационные и промывочные виды вертлюгов имеют на своем корпусе еще и отвод, на котором держится промывочный шланг. Вращающийся ствол эксплуатационного или промывочного вертлюга соединен с ведущей трубой бурильной установки посредством резьбы.

Специфика конструкции вертлюгов всех типов заключается в том, что у них отсутствуют функционально независимые центральные узлы. В целом, конструкция вертлюга — это обычный литой корпус, изготовленный из стали, с двумя карманами для состыковки так называемых «штроп».

Внутренняя часть корпуса, его полость, разделяется по высоте горизонтальной перемычкой, служащей опорной поверхностью опоры аппаратного ствола. Для усиления внутренней части корпуса вертлюга присутствуют вертикальные ребра жесткости.

Читайте также: принцип работы мотора редуктора для буровой установки.

к меню ↑

2.1 Эксплуатационные особенности

По сути, вертлюг это попросту прочный узел, который изначально рассчитан на предельно долгий срок эксплуатации с переменными, нестабильными, нагрузками. Он способен сохранять герметичность при предельно большом давлении, которое непременно возникает в циркуляционной системе при бурении.

Вертлюг для установки ГНБ

Вертлюг обязательно должен быть способен выдерживать большие статические перегрузки по оси, которые получаются за счет работы бурильной колонны. Более того, он должен быть способен выдерживать и динамические нагрузки, которые возникают от продольных колебаний работающего при бурении долота, а также при пульсации бурового раствора.

Важно помнить, что абразивному износу помимо всего прочего подвергаются и внутренние детали вертлюга, за счет соприкосновения с бурильным раствором.

Поэтому для успешного, эффективного и, что еще важнее, результативного бурения необходимо соответствие характеристик вертлюга с эксплуатационными требованиями. Проще говоря, вертлюг должен отвечать следующим базовым и важнейшим характеристикам:

1. Поперечный габарит никоим образом не должен препятствовать свободному передвижению по бурильной вышке при проведении подъемно-спусковых операций на работающей бурильной колонне, а также при ее последующем наращивании (если такое применяется);
2. Узел соединения с фиксирующим талевым блоком должен быть надежным и, что еще важнее, удобным для отвода и последующего выноса вертлюга из произведенной скважины;
3. Техническое масло должно всегда подводиться и затем распределятся строго равномерно, для обеспечения достаточным количеством смазки и охлаждения всех внутренних и поверхностных деталей вертлюга при трении;
4. Замена узлов и деталей вертлюга, которые всегда подвержены быстрому, но постепенному износу, должна происходить удобно и сравнительно быстро, что способствует лучшему выполнению промысловых операций.

Важно понимать, что вертлюг, как уже писалось выше, это один из самых важнейших узлов всей бурильной установки, который отвечает за абсолютно все этапы произведения и обустройства скважины.

Именно от долговечно и надежности в эксплуатации вертлюга зависит не только успешность всей проводимой работы на бурильной установке, но и окончательное качество сделанной работы. Поэтому правильно подобранный вертлюг — это залог нужного и успешного конечного результата всей работы на бурильной установке по производству и обустройству скважины.

При неправильно подобранном устройстве, или при использовании некачественного устройства, возможно не только ухудшение и торможение работы, но и аварийные ситуации на строительной площадке.
к меню ↑

2.2 О конструкции и нюансах эксплуатации (видео)