一種旋轉(zhuǎn)密封總成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)密封總成，它包括上端蓋、殼體、軸承組、內(nèi)筒、下端蓋和密封件。殼體上加工有四條孔道；密封圈冷卻油依次通過(guò)密封圈冷卻孔道A、中間環(huán)形溝槽B、密封圈冷卻孔道B、中間環(huán)形溝槽A以及上端蓋孔道后，返回密封圈冷卻油油箱，實(shí)現(xiàn)對(duì)密封圈的冷卻。通過(guò)控制密封圈冷卻油的壓力可以控制活塞的運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封的壓緊程度。軸承組冷卻潤(rùn)滑油通過(guò)軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A進(jìn)入軸承組底部空間，完成對(duì)軸承組的潤(rùn)滑冷卻后進(jìn)入軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道B，然后返回軸承組潤(rùn)滑油油箱。本發(fā)明具有下部動(dòng)密封自動(dòng)補(bǔ)償功能，獨(dú)立的密封圈冷卻通道和軸承冷卻潤(rùn)滑通道，提高了旋轉(zhuǎn)密封總成的使用壽命。
【專利說(shuō)明】一種旋轉(zhuǎn)密封總成
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)密封總成，尤其涉及石油鉆井和修井作業(yè)用旋轉(zhuǎn)防噴器的旋轉(zhuǎn)密封總成。
【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆井和修井作業(yè)過(guò)程中，特別是在欠平衡鉆井、氣體鉆井以及控制壓力鉆井過(guò)程中，要求在井口安裝一套旋轉(zhuǎn)防噴器來(lái)密封井眼與鉆柱之間的環(huán)形空間，旋轉(zhuǎn)防噴器應(yīng)能隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，并且能夠承受一定的井口壓力，防止鉆井液從井口嗔出。旋轉(zhuǎn)防嗔器一般包括安裝于井口的底座和可拆卸的旋轉(zhuǎn)密封總成，旋轉(zhuǎn)密封總成和底座之間通過(guò)液缸或者機(jī)械裝置(如螺栓)來(lái)進(jìn)行固定。旋轉(zhuǎn)密封總成一般都含有軸承組和旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封圈，因此需要冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)。在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)密封總成上，一般都有一個(gè)油口和兩個(gè)冷卻液口，冷卻潤(rùn)滑油通過(guò)油口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)密封總成，對(duì)軸承和旋轉(zhuǎn)密封總成的下動(dòng)密封圈進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑；冷卻液通過(guò)兩個(gè)冷卻液口實(shí)現(xiàn)循環(huán)，對(duì)旋轉(zhuǎn)密封總成的上動(dòng)密封圈進(jìn)行冷卻。
[0003]現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)密封總成的下部密封無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償密封，工作一定時(shí)間后密封圈受到磨損，密封能力顯著下降，密封壽命有限。由于對(duì)軸承組進(jìn)行冷卻的潤(rùn)滑油直接經(jīng)過(guò)下部密封進(jìn)入井口環(huán)空，潤(rùn)滑油是不斷損耗的，要求潤(rùn)滑油油泵排量很小，因此對(duì)軸承組的冷卻能力有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種可以對(duì)軸承組進(jìn)行充分冷卻潤(rùn)滑、下密封可以進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償密封的旋轉(zhuǎn)密封總成。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種旋轉(zhuǎn)密封總成，包括套裝在內(nèi)筒外部的殼體、設(shè)在內(nèi)筒和殼體之間的軸承組、以及封堵在殼體上下端口的上、下端蓋和密封件，其特征在于:在上、下端蓋與殼體對(duì)合面上設(shè)有中間環(huán)形溝槽，靠近中間環(huán)形溝槽的端蓋外周邊和內(nèi)周邊分別開(kāi)設(shè)密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體和內(nèi)筒形成密封配合；內(nèi)筒和殼體中部分別設(shè)置凸出擋環(huán)，軸承組沿軸向疊置在凸出擋環(huán)之間和上下，軸承組的上、下端面分別與上、下端蓋的內(nèi)端面形成軸向擠壓配合；殼體上沿軸向設(shè)置一組密封圈冷卻孔道和一組軸承組冷卻孔道，其中，密封圈冷卻孔道是由一條沿殼體上端面開(kāi)口向下延伸至下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，和殼體上貫通于下、下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環(huán)形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道是由兩條沿殼體上端面開(kāi)口后分別向下延伸至軸承組上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋外周邊還設(shè)有分別與密封圈冷卻孔道和軸承組冷卻孔道貫通的通孔。
[0006]上述方案進(jìn)一步包括:上、下端蓋與軸承組的上、下端面對(duì)合處分別設(shè)有外凸沿，外凸沿上開(kāi)設(shè)徑向通孔，徑向通孔與軸承組冷卻孔道貫通。
[0007]所述的上端蓋內(nèi)周邊密封件槽為雙密封件槽，上、下密封件槽分別安裝防塵圈和上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件；所述的下端蓋內(nèi)周邊密封件槽為軸向半封閉環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽的槽底靠近軸承組，并與中間環(huán)形溝槽連通，環(huán)形溝槽底部和封閉部分設(shè)有活塞和活塞密封圈，活塞下部的開(kāi)放環(huán)空內(nèi)設(shè)置下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封下部由連接在下端蓋上的密封圈壓盤固定。
[0008]上端蓋內(nèi)壁的上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封采用Kalsi旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封；下端蓋內(nèi)壁的下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封采用是V型組合密封圈。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)下部密封可以通過(guò)控制密封圈冷卻孔道中液壓油壓力的大小來(lái)控制下部旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封的壓緊程度，從而控制密封圈的密封能力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償密封，提高了密封圈的使用壽命；(2)上部和下部密封采用了獨(dú)立的冷卻孔道進(jìn)行冷卻，帶走了密封圈產(chǎn)生的熱量，防止了密封圈的燒結(jié)，提高了密封壽命；(3)獨(dú)立的軸承組冷卻潤(rùn)滑油孔道，很好的保證了軸承組的潤(rùn)滑和冷卻；(4)軸承組內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力始終大于井筒內(nèi)液體的壓力，保證了鉆井和修井作業(yè)的順利進(jìn)行，而且可以通過(guò)降低下部密封冷卻系統(tǒng)的壓力，使得潤(rùn)滑油達(dá)到部分漏失，漏失的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)下部密封圈與內(nèi)筒之間的間隙進(jìn)入井筒環(huán)空，可以很好的對(duì)下部密封進(jìn)行潤(rùn)滑，延長(zhǎng)了下部密封的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)密封總成的示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)密封總成的A-A向剖視圖。
[0012]圖1中:1.上端蓋孔道，2.上端蓋，3.上部環(huán)形溝槽A (即密封件槽之一)，4.密封圈冷卻孔道A，5.中間環(huán)形溝槽A，6.下部環(huán)形溝槽A (即密封件槽之二)，7.軸承組，8.殼體，9.內(nèi)筒，10.上部環(huán)形溝槽C (即密封件槽之三)，11.環(huán)形溝槽I，12.活塞密封圈，13.活塞，14.中間環(huán)形溝槽B，15.下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，16.下部環(huán)形溝槽C(即密封件槽之四)，17.下端蓋，18.密封圈壓蓋，19.密封圈冷卻孔道B，20.下部環(huán)形溝槽B (即密封件槽之五)，21.上部環(huán)形溝槽B (即密封件槽之六)。
[0013]圖2中:22.軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A，23.軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道B。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1和圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1
一種旋轉(zhuǎn)密封總成包括套裝在內(nèi)筒9外部的殼體8、設(shè)在內(nèi)筒9和殼體8之間的軸承組7、以及封堵在殼體8上下端口的上、下端蓋2、17和密封件；在上、下端蓋2、17與殼體8對(duì)合面上設(shè)有中間環(huán)形溝槽A5、B14，靠近中間環(huán)形溝槽的端蓋外周邊和內(nèi)周邊分別開(kāi)設(shè)密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體8和內(nèi)筒9形成密封配合；內(nèi)筒9和殼體8中部分別設(shè)置凸出擋環(huán)，軸承組7沿軸向疊置在凸出擋環(huán)之間和上下，軸承組7的上、下端面分別與上、下端蓋2、17的內(nèi)端面形成軸向擠壓配合；殼體8上沿軸向設(shè)置一組密封圈冷卻孔道A4和一組軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22，其中，密封圈冷卻孔道A4是由一條沿殼體8上端面開(kāi)口向下延伸至下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，和殼體8上貫通于下、下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環(huán)形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道A22是由兩條沿殼體上端面開(kāi)口后分別向下延伸至軸承組7上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋2外周邊還設(shè)有分別與密封圈冷卻孔道A4和軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22貫通的通孔。
[0015]實(shí)施例2
一種旋轉(zhuǎn)密封總成包括套裝在內(nèi)筒9外部的殼體8、設(shè)在內(nèi)筒9和殼體8之間的軸承組
7、以及封堵在殼體8上下端口的上、下端蓋2、17和密封件；在上、下端蓋2、17與殼體8對(duì)合面上設(shè)有中間環(huán)形溝槽A5、B14，靠近中間環(huán)形溝槽的端蓋外周邊和內(nèi)周邊分別開(kāi)設(shè)密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體8和內(nèi)筒9形成密封配合；內(nèi)筒9和殼體8中部分別設(shè)置凸出擋環(huán)，軸承組7沿軸向疊置在凸出擋環(huán)之間和上下，軸承組7的上、下端面分別與上、下端蓋2、17的內(nèi)端面形成軸向擠壓配合；殼體8上沿軸向設(shè)置一組密封圈冷卻孔道A4和一組軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22，其中，密封圈冷卻孔道A4是由一條沿殼體8上端面開(kāi)口向下延伸至下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，和殼體8上貫通于下、下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環(huán)形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道A22是由兩條沿殼體上端面開(kāi)口后分別向下延伸至軸承組7上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋2外周邊還設(shè)有分別與密封圈冷卻孔道A4和軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22貫通的通孔。上、下端蓋2、17與軸承組7的上、下端面對(duì)合處分別設(shè)有外凸沿，外凸沿上開(kāi)設(shè)徑向通孔，徑向通孔與軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22貫通。
[0016]實(shí)施例3
一種旋轉(zhuǎn)密封總成包括套裝在內(nèi)筒9外部的殼體8、設(shè)在內(nèi)筒9和殼體8之間的軸承組7、以及封堵在殼體8上下端口的上、下端蓋2、17和密封件；在上、下端蓋2、17與殼體8對(duì)合面上設(shè)有中間環(huán)形溝槽A5、B14，靠近中間環(huán)形溝槽的端蓋外周邊和內(nèi)周邊分別開(kāi)設(shè)密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體8和內(nèi)筒9形成密封配合；內(nèi)筒9和殼體8中部分別設(shè)置凸出擋環(huán)，軸承組7沿軸向疊置在凸出擋環(huán)之間和上下，軸承組7的上、下端面分別與上、下端蓋2、17的內(nèi)端面形成軸向擠壓配合；殼體8上沿軸向設(shè)置一組密封圈冷卻孔道A4和一組軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22，其中，密封圈冷卻孔道A4是由一條沿殼體8上端面開(kāi)口向下延伸至下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，和殼體8上貫通于下、下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環(huán)形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道A22是由兩條沿殼體上端面開(kāi)口后分別向下延伸至軸承組7上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋2外周邊還設(shè)有分別與密封圈冷卻孔道A4和軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22貫通的通孔。上、下端蓋2、17與軸承組7的上、下端面對(duì)合處分別設(shè)有外凸沿，外凸沿上開(kāi)設(shè)徑向通孔，徑向通孔與軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22貫通。上端蓋2內(nèi)周邊密封件槽為雙密封件槽，上、下密封件槽B21、B20分別安裝防塵圈和上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件；下端蓋17內(nèi)周邊密封件槽為軸向半封閉環(huán)形溝槽111，環(huán)形溝槽111的槽底靠近軸承組7，并與中間環(huán)形溝槽B14連通，環(huán)形溝槽Ill底部和封閉部分設(shè)有活塞13和活塞密封圈12，活塞13下部的開(kāi)放環(huán)空內(nèi)設(shè)置下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15下部由連接坐在下端蓋17上的密封圈壓盤18固定。
[0017]實(shí)施例4
一種旋轉(zhuǎn)密封總成主要由上端蓋2、殼體8、軸承組7、內(nèi)筒9、下端蓋17和密封件組成。殼體8上加工有四條孔道，分別是密封圈冷卻孔道A4、密封圈冷卻孔道B19、軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22和軸承組冷卻潤(rùn)滑孔道B23 ;密封圈冷卻孔道A4與旋轉(zhuǎn)密封總成的密封圈冷卻管線連接；軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22和軸承組冷卻潤(rùn)滑孔道B23分別與旋轉(zhuǎn)密封總成外部的軸承組冷卻潤(rùn)滑管線連接，其中軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22與軸承組7底部空間連通，軸承組冷卻潤(rùn)滑孔道B23與軸承組7頂部空間連通；上端蓋2外周邊加工有三個(gè)環(huán)形溝槽，上部環(huán)形溝槽A3和下部環(huán)形溝槽A6分別安裝靜密封圈，中間環(huán)形溝槽A5與密封圈冷卻孔道B19連通；上端蓋2的內(nèi)周邊加工有兩個(gè)環(huán)形溝槽，上部環(huán)形溝槽B21安裝防塵圈，下部環(huán)形溝槽B20安裝旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封；上端蓋2上加工有上端蓋孔道1，上端蓋孔道I的分別與中間環(huán)形溝槽A5和外部密封圈冷卻管線連通；下端蓋17外周邊加工有三個(gè)環(huán)形溝槽，上部環(huán)形溝槽ClO和下部環(huán)形溝槽C16分別安裝靜密封圈，中間環(huán)形溝槽B14與密封圈冷卻孔道A4和密封圈冷卻孔道B19連通；下端蓋17的內(nèi)部加工有一個(gè)半封閉的環(huán)形溝槽111，環(huán)形溝槽Ill的槽底與旋轉(zhuǎn)密封總成的軸向垂直，環(huán)形溝槽Ill與中間環(huán)形溝槽B14連通，環(huán)形溝槽Ill內(nèi)部安裝有活塞13，活塞13上安裝有活塞密封圈12 ;下端蓋17上連接密封圈壓盤18，密封圈壓盤18和活塞13之間放置下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15。
[0018]下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15是V型組合密封圈。
[0019]上端蓋2內(nèi)部的下部環(huán)形溝槽B20內(nèi)安裝的是Kalsi旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封。
[0020]結(jié)合上述實(shí)施例，還可以作出如下調(diào)整。如上下端蓋采用相同的內(nèi)密封，包括全部采用上端蓋的內(nèi)密封方式或者全部采用下端蓋的內(nèi)密封方式。
[0021]其工作流程是:密封圈冷卻油通過(guò)密封圈冷卻孔道A4進(jìn)入后，依次通過(guò)中間環(huán)形溝槽B14、密封圈冷卻孔道B19、中間環(huán)形溝槽A5以及上端蓋孔道1，然后返回密封圈冷卻油油箱，實(shí)現(xiàn)對(duì)密封圈的冷卻。通過(guò)控制密封圈冷卻油的壓力可以控制活塞13的運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)對(duì)下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15的壓緊程度。軸承組冷卻潤(rùn)滑油通過(guò)軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道A22進(jìn)入軸承組7底部空間，完成對(duì)軸承組7的潤(rùn)滑冷卻后進(jìn)入軸承組潤(rùn)滑冷卻孔道B23，然后返回軸承組潤(rùn)滑油油箱。軸承運(yùn)行過(guò)程，可以通過(guò)降低密封圈冷卻油的壓力，使得軸承組7內(nèi)的潤(rùn)滑冷卻油通過(guò)下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15與內(nèi)筒9之間的間隙進(jìn)入井筒環(huán)空，從而對(duì)下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封15進(jìn)行潤(rùn)滑。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)密封總成，包括套裝在內(nèi)筒外部的殼體、設(shè)在內(nèi)筒和殼體之間的軸承組、以及封堵在殼體上下端口的上、下端蓋和密封件，其特征在于:在上、下端蓋與殼體對(duì)合面上設(shè)有中間環(huán)形溝槽，靠近中間環(huán)形溝槽的端蓋外周邊和內(nèi)周邊分別開(kāi)設(shè)密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體和內(nèi)筒形成密封配合；內(nèi)筒和殼體中部分別設(shè)置凸出擋環(huán)，軸承組沿軸向疊置在凸出擋環(huán)之間和上下，軸承組的上、下端面分別與上、下端蓋的內(nèi)端面形成軸向擠壓配合；殼體上沿軸向設(shè)置一組密封圈冷卻孔道和一組軸承組冷卻孔道，其中，密封圈冷卻孔道是由一條沿殼體上端面開(kāi)口向下延伸至下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，和殼體上貫通于下、下端蓋的中間環(huán)形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環(huán)形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道是由兩條沿殼體上端面開(kāi)口后分別向下延伸至軸承組上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋外周邊還設(shè)有分別與密封圈冷卻孔道和軸承組冷卻孔道貫通的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)密封總成，其特征在于:上、下端蓋與軸承組的上、下端面對(duì)合處分別設(shè)有外凸沿，外凸沿上開(kāi)設(shè)徑向通孔，徑向通孔與軸承組冷卻孔道貫通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)密封總成，其特征在于:所述的上端蓋內(nèi)周邊密封件槽為雙密封件槽，上、下密封件槽分別安裝防塵圈和上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件；所述的下端蓋內(nèi)周邊密封件槽為軸向半封閉環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽的槽底靠近軸承組，并與中間環(huán)形溝槽連通，環(huán)形溝槽底部和封閉部分設(shè)有活塞和活塞密封圈，活塞下部的開(kāi)放環(huán)空內(nèi)設(shè)置下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封下部由連接坐在下端蓋上的密封圈壓盤固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)密封總成，其特征在于:所述的上端蓋內(nèi)周邊密封件槽為雙密封件槽，上、下密封件槽分別安裝防塵圈和上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件；所述的下端蓋內(nèi)周邊密封件槽為軸向半封閉環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽的槽底靠近軸承組，并與中間環(huán)形溝槽連通，環(huán)形溝槽底部和封閉部分設(shè)有活塞和活塞密封圈，活塞下部的開(kāi)放環(huán)空內(nèi)設(shè)置下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封下部由連接坐在下端蓋上的密封圈壓盤固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的旋轉(zhuǎn)密封總成，其特征在于:上端蓋內(nèi)壁的上旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封采用Kalsi旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封；下端蓋內(nèi)壁的下旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封采用是V型組合密封圈。
【文檔編號(hào)】E21B33/06GK103775018SQ201210410033
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】朱煥剛, 楊德京, 李建成, 周鯤, 萬(wàn)秀琦, 段光輝, 于海葉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院