Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476664

(19)

RU

(11)

2476664

(13)

C2

(51) МПК E21B33/06 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010105965/03, 08.07.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.07.2008

Приоритет(ы):

(30) Конвенционный приоритет:

18.10.2007 US 11/975,201

(43) Дата публикации заявки: 27.11.2011

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: US 2007/0199690 A1, 30.08.2007. US 5647444 A, 15.07.1997. RU 29959 U1, 10.06.2003. US 5662181 A, 02.09.1997. US 7258171 B2, 21.08.2007.

(85) Дата начала рассмотрения заявки PCT на национальной фазе: 18.05.2010

(86) Заявка PCT:

US 2008/008386 20080708

(87) Публикация заявки PCT:

WO 2009/051620 20090423

Адрес для переписки:

191036, Санкт-Петербург, а/я 24, "НЕВИНПАТ", пат.пов. А.В.Поликарпову, рег. 9

(72) Автор(ы):

УИЛЛЬЯМС Джон Р. (US)

(73) Патентообладатель(и):

Хэмптон АйПи Холдингз Компани, ЭлЭлСи (US)

(54) САЛЬНИК ПРОТИВОВЫБРОСОВОГО УСТРОЙСТВА С УСТРОЙСТВОМ СОЕДИНЕНИЯ УДЕРЖИВАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ОТВОДА, ВЫПОЛНЕННЫМ ИНТЕГРАЛЬНО

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, а именно к соединительным системам узла сальника противовыбросового устройства с оборудованием. Вставка сальника противовыбросового устройства содержит центральное отверстие и отверстия для удерживающих элементов, по существу перпендикулярные центральному отверстию. Отверстия для удерживающих элементов отстоят друг от друга под углом по периметру вставки сальника противовыбросового устройства. Каждое из отверстий для удерживающих элементов проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки. Каждое из отверстий удерживающих элементов имеет соответствующее средство для крепления удерживающих элементов. Упрощается соединение сальника противовыбросового устройства с оборудованием, с обеспечением непроницаемого для жидкости уплотнения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к соединителям и соединительным системам для выполнения механических соединений. Более подробно, изобретение обеспечивает устройство, системы и способы для облегчения соединения узла сальника противовыбросового устройства с оборудованием и отсоединения его от оборудования, такого как, например, подшипниковый узел бурильной головки для герметизации под давлением внутренней части ствола скважины для циркуляции, локализации или отклонения бурильных материалов через скважину во время операций бурения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нефтяные, газовые, водоносные и геотермические скважины обычно бурят бурильным сверлом, соединенным с полой бурильной колонной, вставляемой в обсадную трубу скважины, которую цементируют в стволе скважины. Бурильную головку прикрепляют к обсадной трубе, устьевому отверстию скважины или к соответствующему оборудованию противовыбросового превентора, в целях изолирования внутренней части буровой скважины от поверхности и облегчения принудительной циркуляции бурового раствора через скважину во время бурения или отклонения бурового раствора от скважины. Буровые растворы включают, но не ограничены этим, воду, пар, буровой шлам, воздух и другие газы.

В технологии перспективного мокрого бурения буровой раствор прокачивают по направлению вниз через отверстие полой бурильной колонны, из основания полой бурильной колонны, а затем вверх через кольцеобразное отверстие, ограниченное бурильной колонной и внутренней частью обсадной трубы или буровой скважиной, после чего через боковой выход выше устья скважины. При обратной циркуляции бурового раствора насос обеспечивает выход бурового раствора через отверстие, вниз через кольцеобразное отверстие между бурильной колонной и обсадной трубой или буровой скважиной, а затем вверх через отверстие полой бурильной колонны и наружу из скважины.

Бурильные головки обычно имеют неподвижный корпус, часто называемый обоймой, который содержит выполненный с возможностью вращения шпиндель, который обычно упоминается как подшипниковый узел, вращаемый устройством ведущей бурильной трубы или главным приводом. Один или большее количество сальников или уплотнительных элементов, часто называемых сальниками отбойщика или узлами сальника противовыбросового устройства, установлены на шпинделе для герметизации периферии ведущей бурильной трубы или приводной трубы или секций бурильной трубы, которые могут проходить через шпиндель и сальник противовыбросового устройства и, таким образом, ограничения или отклонения давления керна в скважине, чтобы препятствовать вытеканию бурового раствора между вращающимся шпинделем и бурильной колонной.

Поскольку современные скважины бурят еще глубже или в конкретной геологической формации, бурильная головка может находиться в среде с очень высокими температурами и давлениями. Эти жесткие условия бурения представляют собой для буровой бригады повышенный риск случайного ошпаривания, ожогов или загрязнения паром, горячей водой и горячими едкими текучими средами скважины. Для буровой бригады также имеется опасность серьезной травмы, когда тяжелые инструменты используются для соединения узла сальника противовыбросового устройства с бурильной головкой. Соответственно, такое соединение должно быть выполнено быстро, чтобы получить непроницаемое для жидкости уплотнение.

Вращающиеся противовыбросовые превенторы и отклоняющие устройства хорошо известны специалистам в области управления давлением скважины. Вращение отклоняющего устройства/превентора облегчается посредством уплотнения, взаимодействующего с подшипниковым узлом, через который бурильная колонна вращается относительно неподвижной обоймы или обсадной трубы, в которой размещен подшипниковый узел. Как правило, между сальником противовыбросового устройства и подшипниковым узлом расположено резиновое уплотнительное кольцо или подобное уплотнение для улучшения непроницаемого для жидкости соединения между сальником противовыбросового устройства и подшипниковым узлом.

Контроль за давлением достигается посредством одного или большего количества сальников противовыбросового устройства, соединенных с подшипниковым узлом и расположенных вокруг бурильной колонны. По меньшей мере один сальник противовыбросового устройства вращается с бурильной колонной. Сальник противовыбросового устройства обычно сужается в нижнем направлении и содержит резиновый или другой эластичный материал, так что давление в нисходящей скважине увеличивается на сальнике противовыбросового устройства, прижимая сальник к бурильной колонне, чтобы добиться непроницаемого для текучей среды уплотнения. Сальники противовыбросового устройства часто также содержат металлическую вставку, которая обеспечивают опору для болтов или других крепежных средств и которая также обеспечивает опорную конструкцию, чтобы свести к минимуму деформацию резины, вызванную силами давления в скважине, действующими на сальник.

Сальники противовыбросового устройства присоединены или выполнены с возможностью присоединения к оборудованию бурильной головки с обеспечением установления и поддержания уплотнения управляющего давления вокруг трубчатого элемента в скважине (т.е. бурильной колонны). Специалистам в этом уровне техники следует понимать, что для прикрепления сальника противовыбросового устройства к соответствующему оборудованию бурильной головки используется большое разнообразие различных средств. Такие крепежные средства включают скрепление болтами сверху, скрепление болтами снизу, привинчивания сальника противовыбросового устройства непосредственно на оборудование через сопряженные резьбовые части на вершине узла сальника противовыбросового устройства и основание оборудования, и зажимы.

Следует понимать, что в зависимости от конкретного оборудования, используемого в бурильной головке, сальник противовыбросового устройства в скважине может быть соединен с оборудованием, свойственным для этой скважины, в то время как на другой скважине сальник противовыбросового устройства может быть соединен с другим оборудованием. Например, в одной скважине сальник противовыбросового устройства может быть соединен с подшипниковым узлом, в то время как в другой скважине сальник противовыбросового устройства может быть соединен с внутренней втулкой или вспомогательным приспособлением бурильной головки. Тогда как настоящее изобретение описано в отношении соединения сальника противовыбросового устройства с подшипниковым узлом, должно быть понятно, что изобретение также предусматривает соединение сальника противовыбросового устройства с любым выбранным оборудованием бурильной головки.

Обычной практикой является затягивание болтов или винтов при соединении с помощью тяжелых гаечных ключей и кувалд. Практика использования тяжелых инструментов для затягивания, например, болтов, может привести к сверхзатягиванию, по сути дела, до того состояния, в котором резьба или головка болта оказываются сорванными. Результаты сверхзатягивания включают сорванные головки, когда болт или винт не могут быть удалены, или сорванные резьбы, когда болт или винт не имеет силы сцепления и соединение ослабевает. Оба результата нежелательны.

Еще хуже, когда вибрация и другие усилия бурения могут привести к ослаблению болтового или винтового соединения самого по себе, и выпадению болтов или винтов. Если один из них упадет вниз в скважину, результат может быть катастрофическим. Сверло может быть разрушено. Всю бурильную колонну, вероятно, придется вынимать из скважины, и существенные ее части необходимо будет заменять, включая сверло. Если буровая скважина закреплена обсадными трубами, то обсадные трубы могут быть повреждены и тоже должны быть восстановлены.

Узлы бурильных головок периодически должны демонтироваться, чтобы заменить сальники противовыбросового устройства или другие части, смазать движущиеся элементы и выполнить другое рекомендуемое обслуживание. При некоторых обстоятельствах, сорванные или сверхзатянутые болты или винты делают процесс отсоединения сальника противовыбросового устройства от узла бурильной головки, чтобы осуществить рекомендуемую замену частей или обслуживание, очень трудоемким, если не практически невозможным.

Желательно поэтому иметь соединитель для выборочного соединения сальника противовыбросового устройства с подшипниковым узлом, или другое оборудование бурильной головки, которое является эффективным, безопасным, простым в исполнении, быстрым и изящным.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи со сказанным выше настоящее изобретение, одним или большим количеством его различных аспектов, вариантов выполнения и/или конкретных отличительных признаков или дополнительных элементов, предназначено, таким образом, показать одно или большее количество преимуществ, которые будут очевидны из последующего описания. Более конкретно, настоящее изобретение облегчает соединение сальника противовыбросового устройства с оборудованием бурильной головки. Варианты выполнения настоящего изобретения обеспечивают быстрое, простое и надежное средство для присоединения с возможностью отсоединения сальника противовыбросового устройства к оборудованию бурильной головки и, произвольно, облегчая передачу нагрузок вращательного момента, приложенных к сальнику противовыбросового устройства от вращающейся бурильной колонны и приложенных от сальника противовыбросового устройства к соответствующему вращающемуся элементу оборудования бурильной головки (например, внутренней втулке вращающейся бурильной головки).

В одном варианте выполнения настоящего изобретения предложена система, предназначенная для обеспечения возможности присоединения с возможностью отсоединения сальника противовыбросового устройства к оборудованию бурильной головки с сальником противовыбросового устройства. Система содержит сальник противовыбросового устройства, внутреннюю втулку подшипникового узла и удерживающие элементы. Сальник противовыбросового устройства содержит вставку, имеющую центральное отверстие и отверстия для удерживающих элементов, по существу перпендикулярные центральному отверстию. Отверстия для удерживающих элементов отстоят под углом друг от друга по периметру вставки сальника противовыбросового устройства. Каждое из отверстий для удерживающих элементов проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки. Каждое из отверстий для удерживающих элементов имеет соответствующее средство для крепления удерживающих элементов. Внутренняя втулка подшипникового узла имеет первую концевую часть, выполненную с возможностью размещения в центральном отверстии вставки сальника противовыбросового устройства. Внутренняя втулка подшипникового узла содержит средства для взаимодействия с удерживающими элементами, доступ к которым обеспечивается через внешнюю поверхность втулки, рядом с ее первой концевой частью. Средства для взаимодействия с удерживающими элементами отстоят друг от друга по периметру вставки сальника противовыбросового устройства с обеспечением возможности совмещения каждого из этих средств с соответствующим отверстием для удерживающих элементов. Каждый из удерживающих элементов взаимодействует с возможностью отвода назад со средством для крепления удерживающих элементов соответствующего отверстия для удерживающих элементов. Возможность отвода назад включает возможность выборочного перемещения каждого из удерживающих элементов вдоль продольной оси соответствующего отверстия для удерживающих элементов, обеспечивая, таким образом, возможность выборочного соединения каждого из удерживающих элементов с соответствующим одним из средств для взаимодействия с удерживающими элементами и отсоединения от этого средства.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения вставка сальника противовыбросового устройства имеет центральное отверстие и отверстия для удерживающих элементов, по существу перпендикулярные центральному отверстию. Отверстия для удерживающих элементов отстоят под углом друг от друга по периметру вставки сальника противовыбросового устройства. Каждое из отверстий для удерживающих элементов проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки. Каждое из отверстий для удерживающих элементов имеет соответствующее средство для крепления удерживающих элементов.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения устройство содержит сальник противовыбросового устройства, присоединенный с возможностью отсоединения к оборудованию бурильной головки с сальником противовыбросового устройства. Устройство содержит сальник противовыбросового устройства, внутреннюю втулку подшипникового узла и удерживающие элементы. Сальник противовыбросового устройства содержит вставку, имеющую центральное отверстие и отверстия для удерживающих элементов, по существу перпендикулярные центральному отверстию. Отверстия для удерживающих элементов отстоят под углом друг от друга по периметру вставки сальника противовыбросового устройства. Каждое из отверстий для удерживающих элементов проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки. Каждое из отверстий для удерживающих элементов имеет соответствующее средство для крепления удерживающих элементов. Внутренняя втулка подшипникового узла имеет первую концевую часть, расположенную в центральном отверстии вставки сальника противовыбросового устройства. Внутренняя втулка подшипникового узла содержит средства для взаимодействия с удерживающими элементами, доступ к которым обеспечивается через внешнюю поверхность втулки, смежную с ее первой концевой частью. Каждое из указанных средств для взаимодействия с удерживающими элементами расположено соосно с соответствующим отверстием для удерживающих элементов. Каждый из удерживающих элементов взаимодействует с возможностью отвода назад со средством для крепления удерживающих элементов соответствующего отверстия для удерживающих элементов. Каждый из удерживающих элементов взаимодействует с соответствующим одним из средств для взаимодействия с удерживающими элементами для устранения относительного вращения и осевого смещения вставки сальника противовыбросового устройства относительно внутренней втулки подшипникового узла. Возможность отвода назад включает возможность выборочного перемещения каждого из удерживающих элементов вдоль продольной оси соответствующего отверстия для удерживающих элементов, обеспечивая, таким образом, возможность выборочного соединения каждого из удерживающих элементов с соответствующим одним из средств для взаимодействия с удерживающими элементами и отсоединения от этого средства.

Эти и другие предметы, варианты выполнения, преимущества и/или отличия настоящего изобретения станут более очевидными при внимательном прочтении последующего описания, соответствующих чертежей и приложенной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение раскрыто далее в последующем подробном описании со ссылкой на приведенные чертежи посредством неограничивающих примеров вариантов выполнения, в которых одинаковые номера позиций представляют аналогичные части в нескольких видах, изображенных на чертежах, и на которых:

Фиг.1 изображает систему из сальника противовыбросового устройства и внутренней втулки в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой разрез по линии 2-2, изображенной на Фиг.1, на котором внутренняя втулка подшипникового узла отделена от вставки сальника противовыбросового устройства; и

Фиг.3 представляет собой разрез, по существу аналогичный разрезу, изображенному на Фиг.2, на котором внутренняя втулка подшипникового узла находится в установленном положении относительно вставки сальника противовыбросового устройства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг.1-3 изображен вариант выполнения системы 100 для соединения узла сальника противовыбросового устройства с оборудованием бурильной головки с возможностью отсоединения, выполненной в соответствии с настоящим изобретением. Система 100 содержит вставку 102 сальника противовыбросового устройства, внутреннюю втулку 104 подшипникового узла и удерживающие элементы 106. Как описано ниже более подробно, вставка 102, внутренняя втулка 104 и удерживающие элементы 106 расположены совместно так, что они могут быть соединены между собой таким образом, который является преимущественным, обладает новизной и неочевиден. Аспекты настоящего изобретения, которые способствуют такому преимущественному, новому и неочевидному соединению, включают, но не ограничены этим, такие взаимные соединения, которые обеспечивают быстрое, простое и надежное средство для соединения с возможностью отсоединения вставки 102 сальника противовыбросового устройства с внутренней втулкой 104 подшипникового узла таким образом, который облегчает передачу нагрузок крутящего момента, приложенных к сальнику 102 от вращающейся бурильной колонны (не показана), которая проходит через центральное отверстие 108 вставки 102.

При использовании вставка 102 имеет корпус 112 сальника противовыбросового устройства, прикрепленный к вставке. Комбинация вставки 102 и корпуса 112 обычно упоминается как сальник противовыбросового устройства или узел сальника противовыбросового устройства. В обычном сальнике противовыбросового устройства вставка 102 выполнена из стали, а корпус 112 выполнен из резинового материала (например, синтетической резины).

Как лучше всего показано на Фиг.2 и 3, вставка 102 содержит механическую соединительную часть 114 и взаимодействующую со втулкой часть 116. Корпус 112 выполнен поверх механической соединительной части 114 и может произвольно быть выполнен поверх по меньшей мере части, взаимодействующей со втулкой части 116. Предпочтительно, механическая соединительная часть 114 содержит одну или большее количество характерных особенностей, которые усиливают механическую поверхность взаимодействия между материалом корпуса сальника противовыбросового устройства и вставкой 102. Примеры характерных особенностей усиления механической поверхности взаимодействия включают подрезы, отверстия, проходы и т.п. В дополнение к особенностям усиления механической поверхности взаимодействия также известно покрытие всей или части вставки сальника противовыбросового устройства связующим материалом, который усиливает адгезию между материалом корпуса узла сальника противовыбросового устройства и вставкой сальника противовыбросового устройства.

Вставка 102 имеет отверстия 118 для удерживающих элементов. Отверстия 118 проходят по существу перпендикулярно центральному отверстию 108. Каждое из отверстий 118 проходит через наружную краевую поверхность 120 вставки и внутреннюю краевую поверхность 122 вставки 102. Как лучше всего показано на Фиг.2 и 3, каждое из отверстий 118 имеет резьбовую часть 123, которая выполнена для резьбового взаимодействия с сопряженной резьбовой частью 124 соответствующего удерживающего элемента 106. Таким образом каждый из удерживающих элементов 106 взаимодействует с возможностью отвода назад с резьбовой частью (т.е. средством для крепления удерживающего элемента) соответствующих отверстий 118.

Как показано на Фиг.1-3, внутренняя втулка 104 подшипникового узла имеет первую концевую часть 125, выполненную с возможностью расположения в центральном отверстии 108. Внутренняя втулка 104 подшипникового узла содержит средства 126 для взаимодействия с удерживающими элементами (одно из них показано на каждом чертеже), доступ к которым обеспечивается через внешнюю поверхность 127 втулки, смежную с первой концевой частью 125. Средства 126 отстоят под углом друг от друга по периметру внешней поверхности 127 втулки таким образом, что обеспечивается возможность расположения каждого средства 126 соосно с соответствующим отверстием 118, когда первая концевая часть 125 внутренней втулки 104 расположена в центральном отверстии 108 (т.е., как показано на Фиг.3).

Каждый из удерживающих элементов 106 взаимодействует с соответствующим средством 125 для взаимодействия с удерживающими элементами для устранения относительного вращения и осевого смещения вставки сальника противовыбросового устройства относительно внутренней втулки 104 подшипникового узла. Взаимодействие с возможностью отвода назад включает возможность выборочного перемещения каждого из удерживающих элементов 106 вдоль продольной оси соответствующего отверстия 118, обеспечивая, таким образом, возможность выборочного соединения каждого из удерживающих элементов 106 с соответствующим средством 118 для крепления удерживающих элементов и отсоединения от этого средства. Как показано, резьбовая поверхность взаимодействия между удерживающим элементом 106 и резьбовой частью 123 соответствующего отверстия 118 обеспечивается путем вращения удерживающих элементов 106.

Как показано на Фиг.1-3, каждый из удерживающих элементов 106 содержит головку 130 и кончик 132. Головка 130 имеет резьбовую часть 124, которая взаимодействует с сопряженной резьбовой частью 123 соответствующих отверстий 118 для удерживающих элементов. Через такие резьбовые части (123, 124) удерживающие элементы 106 имеют возможность взаимодействовать с возможностью отвода назад внутри соответствующего отверстия 118, обеспечивая возможность, таким образом, каждому удерживающему элементу 106 выборочно перемещаться вдоль продольной оси взаимодействующего одного из отверстий 118 в направлении взаимодействия (т.е. первом направлении, в направлении внутренней втулки 104) и в направлении отсоединения (т.е. втором направлении, в направлении от внутренней втулки 104).

Когда первая концевая часть 125 втулки 104 расположена соответствующим образом в центральном отверстии 108 вставки 102 и когда каждое из отверстий 118 совмещено с соответствующим средством 126 для взаимодействия с удерживающими элементами, кончик 132 каждого удерживающего элемента 106 с возможностью фиксации взаимодействует с соответствующим средством 126 посредством достаточного смещения каждого удерживающего элемента 106 в направлении взаимодействия от отсоединенного положения (т.е. положения, в котором обеспечивается возможность вставления втулки 104 в центральное отверстие 108 вставки 102). Таким образом, удерживающие элементы 106 и средства 126 для взаимодействия с удерживающими элементами выполнены совместно с обеспечением выборочного предотвращения извлечения втулки 104 из центрального отверстия 108 вставки 102. После этого вставка 102 может быть отделена от втулки 104 благодаря достаточному смещению удерживающих элементов 106 в направлении отсоединения. Таким образом удерживающие элементы 106 и средства 126 выполнены совместно с обеспечением выборочного извлечения втулки 104 из центрального отверстия 108 вставки 102.

Как лучше всего показано на Фиг.2 и 3, каждое из средств 126 для взаимодействия с удерживающими элементами представляет собой углубление, имеющее в целом круглое поперечное сечение и сужающееся сечение вдоль глубины. В другом варианте выполнения сужающееся сечение не используется. В еще одном варианте выполнения каждое средство для взаимодействия с удерживающими элементами представляет собой отверстие, которое проходит через всю толщину внутренней втулки 104. В еще одном варианте выполнения поперечное сечение представляет собой паз, в противоположность тому, что обычно оно является круглым.

Вставка 102 имеет выступ 136 в центральном отверстии 108. Выступ 136 выполнен для того, чтобы взаимодействовать с внутренней втулкой 104 для ограничения глубины вставления втулки 104 в центральное отверстие. В результате, как показано на Фиг.3, первая концевая часть 125 внутренней втулки 104 упирается в выступ 136.

Для облегчения выполнения поворота на определенный угол и функциональных запорных возможностей, вставка 102 сальника противовыбросового устройства содержит множество блокировочных элементов 135, каждый из которых взаимодействует с сопряженным блокировочным элементом 137 внутренней втулки 104. Как показано, каждый блокировочный элемент 135 вставки 102 представляет собой приподнятый выступ, а каждый блокировочный элемент 137 внутренней втулки 104 представляет собой часть с углублением. В качестве альтернативы, каждый блокировочный элемент 135 вставки 102 может представлять собой часть с углублением, а каждый блокировочный элемент 137 внутренней втулки 104 может представлять собой приподнятый выступ.

Чтобы устранить проточные каналы между вставкой 102 и внутренней втулкой 104 между этими элементами расположены одно или большее количество стыковых уплотнений. В одном варианте выполнения, как показано на Фиг.2 и 3, первая канавка 138 для размещения уплотнения выполнена на внутренней краевой поверхности 122 вставки 102, а вторая канавка 140 для размещения уплотнения выполнена на наружной краевой поверхности 127 внутренней втулки 104. Первая канавка для размещения уплотнения предпочтительно расположена между выступом 136 и отверстиями 118. Как показано на Фиг.3, вставление уплотнения 142 (например, уплотнительного кольца) в каждую из канавок (138, 140) обеспечивает два стыковых уплотнения между вставкой 102 и внутренней втулкой 104. В качестве альтернативы, обе канавки (138, 140) для размещения уплотнения могут быть расположены на внутренней втулке 104 или же на вставке 102.

Как показано на Фиг.1-3, средства 126 и кончик 132 каждого удерживающего элемента 106 сведены на конус. Таким образом, взаимодействие удерживающих элементов 106 с контактными штырями 118 приводит к поджатию вставки 102 к внутренней втулке 104. Однако, как отмечено в этом документе, средства 126 и кончик 132 каждого удерживающего элемента 106 могут быть выполнены таким образом (например, не сведены на конус), что взаимодействие удерживающих элементов 106 с контактными штырями 118 не приводит к существенному поджатию вставки 102 к внутренней втулке 104.

Как показано на Фиг.1-3, выборочное перемещение удерживающих элементов 106 обеспечивается с помощью головки 130 каждого удерживающего элемента 106, имеющей резьбу, которая сопряженно взаимодействует с резьбой соответствующего отверстия 118. Таким образом, вращение каждого удерживающего элемента 106 в первом направлении вращения приводит к перемещению каждого удерживающего элемента 106 в направлении взаимодействия, а вращение каждого удерживающего элемента 106 во втором направлении вращения приводит к перемещению каждого удерживающего элемента 106 в направлении отсоединения. Такое резьбовое взаимодействие представляет собой один пример облегчения выборочного перемещения удерживающих элементов 106 в отверстиях 118.

В описании отмечено, что настоящее изобретение не ограничено конкретной конструкцией для обеспечения возможности выборочного перемещения удерживающих элементов 106 в отверстиях 118. Специалисту будет понятно, что вместо резьбового соединения могут использоваться другие конструкции для обеспечения возможности выборочного перемещения удерживающих элементов в отверстиях для удерживающих элементов. Одним примером таких других конструкций является конструкция поворотного замка, в которой удерживающий элемент скользит вглубь соответствующего отверстия для удерживающих элементов, где он взаимодействует с соответствующими контактными штырями, и затем фиксируется на месте путем скручивания на малую долю полного оборота. В такой конструкции представляется полезным предусмотреть некоторую форму запорного механизма, чтобы предотвратить неумышленное вращение удерживающего элемента. Другой пример таких других конструкций представляет собой конструкцию, в которой удерживающий элемент с возможностью скольжения и захвата расположен в соответствующем отверстии для удерживающих элементов, будучи подпружиненным в направлении взаимодействия, так что он вручную смещается в положение отсоединения, когда контактный штырь полностью вставлен внутрь соответствующего отверстия контактного штыря.

Хорошей практикой является периодическая замена или обслуживание сальника противовыбросового устройства, поскольку сальник противовыбросового устройства имеет тенденцию стираться. Чтобы заменить сальник противовыбросового устройства, последний должен быть отсоединен от оборудования бурильной головки. Чтобы отсоединить сальник противовыбросового устройства в соответствии с настоящим изобретением, нужно просто поворачивать каждый удерживающий элемент таким образом, чтобы он отошел назад на необходимое расстояние, чтобы отсоединиться от соответствующего средства для взаимодействия с удерживающими элементами. Новый сальник противовыбросового устройства можно затем установить, оперируя с узлом сальника противовыбросового устройства таким образом, чтобы концевую часть внутренней втулки подшипникового узла сначала расположить у центрального отверстия вставки сальника противовыбросового устройства, после чего ввести во взаимодействие удерживающие элементы на достаточную глубину в отверстия для удерживающих элементов таким образом, чтобы каждый удерживающий элемент взаимодействовал с соответствующим средством для взаимодействия с удерживающими элементами.

Хотя изобретение было описано в отношении нескольких иллюстративных вариантов выполнения, подразумевается, что слова, которые использовались для описания, являются словами описания и иллюстрации, а не словами ограничения. Изменения могут быть осуществлены в пределах объема приложенной формулы изобретения, как заявлено и уточнено, не отступая от объема и сущности изобретения во всех его аспектах. Хотя изобретение было описано в отношении конкретных средств, материалов и вариантов выполнения, оно не ограничивается раскрытыми подробными сведениями; скорее, изобретение распространяется на все функционально эквивалентные технологии, конструкции, способы и использования, как те, что находятся в рамках приложенной формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Система для обеспечения возможности присоединения сальника противовыбросового устройства с возможностью отсоединения к оборудованию бурильной головки с сальником противовыбросового устройства, содержащая: вставку сальника противовыбросового устройства, имеющую центральное отверстие и отверстия для удерживающих элементов, по существу, перпендикулярные центральному отверстию, причем указанные отверстия для удерживающих элементов отстоят под углом друг от друга по периметру указанной вставки, и каждое из них проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки и содержит соответствующее средство для крепления удерживающих элементов, внутреннюю втулку подшипникового узла, которая имеет первую концевую часть, выполненную с возможностью размещения в центральном отверстии указанной вставки, и которая содержит средства для взаимодействия с удерживающими элементами, доступ к которым осуществляется через внешнюю боковую поверхность втулки, смежную с ее первой концевой частью, при этом указанные средства для взаимодействия с удерживающими элементами отстоят друг от друга по периметру указанной втулки с обеспечением возможности совмещения каждого указанного средства с соответствующим отверстием для удерживающих элементов, и удерживающие элементы, каждый из которых взаимодействует с возможностью отвода назад со средством для крепления удерживающих элементов соответствующего отверстия из указанных отверстий для удерживающих элементов, при этом возможность отвода назад включает возможность выборочного перемещения каждого из удерживающих элементов вдоль продольной оси указанного соответствующего отверстия для удерживающих элементов, обеспечивая, таким образом, возможность выборочного соединения каждого из указанных удерживающих элементов с соответствующим указанным средством для взаимодействия с удерживающими элементами и отсоединения от этого средства, причем указанная вставка дополнительно имеет выступ, расположенный в центральном отверстии и предназначенный для взаимодействия с внутренней втулкой подшипникового узла с обеспечением ограничения глубины введения указанной втулки в центральное отверстие, при этом указанная вставка на своей внутренней краевой поверхности дополнительно содержит средство для размещения уплотнения, причем указанная внутренняя втулка дополнительно содержит блокировочный элемент, проходящий через концевую поверхность на ее первой концевой части и выполненный с возможностью взаимодействия с сопряженным блокировочным элементом указанной вставки с обеспечением ограничения относительного вращения между указанными вставкой и внутренней втулкой.

2. Система по п.1, в которой средство для размещения уплотнения расположено между указанным выступом и указанными отверстиями для удерживающих элементов.

3. Система по п.2, в которой средство для размещения уплотнения представляет собой канавку для размещения уплотнения, проходящую по внутренней краевой поверхности вставки.

4. Система по п.1, в которой либо вставка сальника противовыбросового устройства, либо внутренняя втулка подшипникового узла, либо оба этих элемента содержат средство для размещения уплотнительного устройства для обеспечения между ними герметичной поверхности сопряжения.

5. Система по п.4, в которой указанное средство для размещения уплотнительного устройства представляет собой канавку для размещения уплотнения.

6. Система по п.1, в которой средство для крепления удерживающих элементов каждого из указанных отверстий для удерживающих элементов имеет резьбу, а каждый из удерживающих элементов имеет резьбовую часть, выполненную с возможностью взаимодействия с указанной резьбой соответствующего одного из указанных отверстий для удерживающих элементов.

7. Система по п.6, в которой: указанная вставка дополнительно имеет выступ в центральном отверстии, выполненный с обеспечением взаимодействия с внутренней втулкой подшипникового узла для ограничения глубины введения указанной втулки в центральное отверстие, при этом указанная внутренняя втулка дополнительно содержит блокировочный элемент, проходящий через концевую поверхность на ее первой концевой части и выполненный с возможностью взаимодействия с сопряженным блокировочным элементом указанной вставки с обеспечением ограничения относительного вращения между указанными вставкой и внутренней втулкой, причем указанная вставка дополнительно содержит средство для размещения уплотнения на своей внутренней краевой поверхности, которое расположено между указанным выступом и отверстиями для удерживающих элементов и представляет собой канавку для размещения уплотнения, проходящую по внутренней краевой поверхности вставки.

8. Вставка сальника противовыбросового устройства, имеющая: центральное отверстие, отверстия для удерживающих элементов, по существу, перпендикулярные центральному отверстию, выступ, расположенный в центральном отверстии и предназначенный для взаимодействия с внутренней втулкой подшипникового узла для ограничения глубины введения указанной втулки в центральное отверстие, и блокировочный элемент, выполненный за одно целое с указанным выступом, причем указанные отверстия для удерживающих элементов расположены отстоящими под углом друг от друга по периметру указанной вставки, при этом блокировочный элемент выполнен с возможностью взаимодействия с сопряженным блокировочным элементом указанной внутренней втулки с обеспечением ограничения относительного вращения между указанными вставкой и внутренней втулкой, причем каждое из указанных отверстий для удерживающих элементов проходит через внешнюю краевую поверхность вставки и внутреннюю краевую поверхность вставки и имеет соответствующее средство для крепления удерживающих элементов.

9. Вставка по п.8, в которой ее блокировочный элемент проходит между указанным выступом и боковой стенкой, ограничивающей центральное отверстие.

10. Вставка по п.8, дополнительно содержащая средство для размещения уплотнения на своей внутренней краевой поверхности.

11. Вставка по п.9, в которой средство для размещения уплотнения расположено между указанным выступом и отверстиями для удерживающих элементов.

12. Вставка по п.10, в которой средство для размещения уплотнения представляет собой канавку для размещения уплотнения, проходящую по внутренней краевой поверхности вставки.

13. Вставка по п.8, в которой средство для крепления удерживающих элементов каждого из указанных отверстий для удерживающих элементов имеет резьбу.

РИСУНКИ