Эксплуатационный вертлюг — один из основных видов вертлюгов, которые используются на буровых установках. Это довольно сложное технологически устройство, которое является результатом многих десятилетий инженерной разработки.
Назначение
Основная задача любого подобного узла — обеспечивать независимое вращательное движение одной из частей конструкции, либо всех ее частей (в том числе, и разнонаправленное движение). В нефтегазовой области это востребовано во время бурения.
Подвесной буровой инструмент должен вращаться для выработки породы, но одновременно с этим, в шахту скважины должна поступать промывочная жидкость. Это делается для решения сразу нескольких задач:
- Размягчение породы. Раствор делает ее более податливой и упрощает проходку.
- Охлаждение рабочих поверхностей. Поскольку выработка происходит за счет физического контакта долота и других частей с породой, в зоне этого контакта возникает сильное трение, которое, закономерно, ведет к быстрому и сильному нагреву рабочих поверхностей. Раствор охлаждает эти поверхности, снижая риск их деформации, появления трещин и т. д.
- Выведение отработанной породы. Раствор создает в забое водную взвесь с породой, и в таком виде ее намного проще отвести из скважины. Именно поэтому во время проходки насосное оборудование нагнетает раствор в забой непрерывно.
Но конечно же, это было бы невозможно осуществлять, если бы магистраль по которой подается раствор, была привязана ко вращающейся колонне: шланги бы попросту перекрутились, и стали непроходимыми.
Устройство
Вертлюг состоит из нескольких частей и соединительных узлов между ними:
- Штроп. За него вся конструкция крепится к тали, на него приходится большая часть весовой нагрузки.
- Подвижный узел. Состоит из множества деталей, подшипников и других элементов, которые обеспечивают вращение его частей относительно друг друга.
- Подводные и отводные участки. К ним крепится промывочная магистраль, по которой подается раствор в ствол скважины.
Подключение к магистралям может быть разным: на отводах в зависимости от модели может использоваться фланцевое или резьбовое соединение. Промывочные трубы присоединяются снизу.
Во время работы неподвижной остаются следующие части вертлюга:
- Штроп (в некоторых моделях — серьга)
- Корпус и крышка
- Отвод для трубы
Подвижные части:
- Ствол
- Подшипниковый узел
По типам выделяют следующие виды вертлюгов:
- Промывочный. Используется при бурении, позволяет силовым трубам свободно вращаться вокруг своей оси.
- Силовой. Применяется в основном при ремонте и обслуживании скважин.
На отвод могут устанавливаться дополнительные переводники, которые позволяют использовать конструкцию с разными видами насосов, независимо от того, какой конкретный вид соединений в них используется.
Также на отводе может быть выполнена правая резьба: это бывает необходимо для некоторых особенных случаев.