Вертлюг в составе буровой установки является промежуточным звеном между поступательно движущейся при углублении скважины талевой системой и вращающейся при роторном способе бурения бурильной колонной. Он предназначен для подвески и свободного вращения бурильной колонны при одновременной подаче в нее через стояк и буровой рукав (рис. 1, поз. 15) промывочной жидкости под давлением из нагнетательной линии бурового насоса. Вертлюг выполняет роль основной опоры подвешенной вращающейся бурильной колонны и функцию основного сальника при подаче промывочной жидкости через подвижное соединение.
Конструкция вертлюга установки для бурения нефтяных и газовых скважин приведена на рисунке 4.
Рис. 4. Вертлюг
1 - переводник (резьба левая); 2 - крышка нижняя; 3, 10 - радиальная опора; 4 - корпус; 5 - ствол; 6 - осевая (главная) опора; 7 - палец; 8 - планка стопорная; 9 - подшипник; 11 - отвод; 12 - штроп; 13 – крышка напорного сальника; 14 - крышка верхняя; 15 - стакан ствола; 16 - напорный сальник
Форма и размеры проточной части вертлюга обеспечивают минимальные гидравлические потери при движении бурового раствора в вертлюге и минимальный абразивный износ внутренней поверхности отвода (рис. 4, поз. 11) частицами твердой фазы, находящимися в промывочной жидкости. Самоуплотняющийся напорный сальник (рис. 4, поз. 16) обеспечивает герметичность проточной части и предупреждает утечку промывочной жидкости во внутреннюю полость корпуса вертлюга, в том числе в масляную ванну. Размер корпуса, его конструктивное исполнение и вместимость масляной ванны обеспечивают надежную смазку всех опор и отвод тепла, выделяющегося при их работе.
Основными параметрами вертлюга являются:
-статическая грузоподъемность, численно равная максимальной грузоподъемности буровой установки (от 2500 кН до 4500 кН);
-динамическая грузоподъемность, численно равная номинальной грузоподъемности буровой установки (от 1600 кН до 3000 кН);
-диаметр проходного канала в стволе, определяющий величину гидравлических потерь при движении промывочной жидкости в вертлюге (от 75 мм до 100 мм);
-наибольшее допустимое давление промывочной жидкости, соответствующее параметрам насосной группы буровой установки от 25 МПа до 40 МПа).
