專利名稱：一種靜態(tài)密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封件，尤其是應(yīng)用在煤炭鉆采中，用于鉆桿與收集器間密封的靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對(duì)于薄軟煤層采用水力開采是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且安全可靠的采掘手段，但在注水壓裂后，大量煤、水、氣將通過鉆孔集中涌出其后續(xù)的煤、水、氣分離、歸納運(yùn)輸及安全保障則變得亟待解決。目前國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)方面的針對(duì)性裝置，尤其是在鉆桿密封方面，這就使煤礦薄軟煤層的水力開采遇到技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有裝置中有關(guān)收集器的鉆孔與鉆桿連接密封結(jié)構(gòu)多采用硬密封、軟密封或同步旋轉(zhuǎn)密封技術(shù)，以上三種密封方式都存在著使用缺陷，如硬密封會(huì)造成鉆桿與密封件摩擦強(qiáng)烈使密封件易損耗，在使用中出現(xiàn)氣體及灰塵泄漏；軟密封在遇到高壓狀況時(shí)可靠性較差；同步旋轉(zhuǎn)密封技術(shù)在同步旋轉(zhuǎn)中可能產(chǎn)生高熱或火花嚴(yán)重威脅井下安全生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能提供較強(qiáng)的安全保護(hù)，確保煤層鉆采的安全進(jìn)行。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種靜態(tài)密封件，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于，所述靜態(tài)密封件的主體由一個(gè)圓柱螺旋環(huán)構(gòu)成，所述螺旋環(huán)的內(nèi)周壁沿徑向布滿由刷毛形成的密封面，所述刷毛長(zhǎng)度均相等并短于圓柱螺旋環(huán)的二分之一內(nèi)徑。所述靜態(tài)密封件的螺旋環(huán)的環(huán)數(shù)至少為2環(huán)。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)可用于任意軸向旋轉(zhuǎn)及伸縮桿的密封，尤其是應(yīng)用在煤炭鉆采中，不僅能提高煤層采用鉆采效率，而且能提供較強(qiáng)的安全保護(hù)，確保煤層鉆采的安全進(jìn)行。其中靜態(tài)密封件為軟刷式密封圈，通過阻燃尼龍刷毛同鉆桿接觸密封，在正常壓力下可起到密封作用，由于采用軟材料密封減少了同鉆桿的摩擦且方便鉆頭的安裝及鉆桿的正常伸縮運(yùn)動(dòng)；靜態(tài)密封件可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量密封且不會(huì)影響鉆桿工作。

圖1為本發(fā)明靜態(tài)結(jié)合密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在收集器中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明靜態(tài)密封件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào):1護(hù)孔管；2瓦斯抽排口 ；3靜態(tài)密封件；31螺旋環(huán)；32刷毛；4動(dòng)態(tài)密封件；5鉆桿；6煤水輸送口 ；7法蘭。以下通過具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明具體實(shí)施方式
。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，收集器連接在護(hù)孔管I的尾端，收集器設(shè)有瓦斯抽排口 2，煤、氣輸送口 6以及對(duì)應(yīng)于護(hù)孔管軸向設(shè)置的鉆孔，鉆孔處由內(nèi)向外依次設(shè)有靜態(tài)密封件3和動(dòng)態(tài)密封件4。如圖2所示，靜態(tài)密封件3的主體由一個(gè)圓柱螺旋環(huán)31構(gòu)成，螺旋環(huán)的內(nèi)周壁沿徑向布滿由刷毛32形成的密封面，刷毛長(zhǎng)度均相等并短于圓柱螺旋環(huán)的二分之一內(nèi)徑(具體根據(jù)所需穿過的鉆桿直接確定)；刷毛的頭部與鉆桿5的外周壁貼合，形成初密封。本實(shí)施例中同時(shí)設(shè)有與靜態(tài)密封件配合的動(dòng)態(tài)密封件，動(dòng)態(tài)密封件4有多個(gè)大小相同的并列排布的的密封環(huán)組成，每個(gè)密封環(huán)與鉆孔內(nèi)壁、鉆桿外周壁間隙動(dòng)態(tài)配合。具體實(shí)施時(shí)，靜態(tài)密封件螺旋環(huán)采用金屬材質(zhì)(如鋼、鐵、銅等材質(zhì))，刷毛采用加阻燃劑的尼龍66材質(zhì)，靜態(tài)密封件螺旋環(huán)的環(huán)數(shù)至少為兩環(huán)(螺旋360°為一環(huán))，螺旋環(huán)的軸向最小長(zhǎng)度為40 - 50mm ;動(dòng)態(tài)密封件的密封環(huán)采用PPESK合金改性尼龍(市售產(chǎn)品)，動(dòng)態(tài)密封件的每個(gè)密封環(huán)的厚度為2.5 — 4 mm，密封環(huán)的數(shù)量為12 — 15個(gè)。為了提高密封質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，鉆孔與動(dòng)靜態(tài)密封結(jié)構(gòu)之間還設(shè)有銅套，銅套與鉆孔內(nèi)壁過盈配合或螺紋連接，銅套與靜態(tài)密封件過盈配合，銅套與動(dòng)態(tài)密封件間隙動(dòng)態(tài)配合。以下通過一個(gè)具體使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。首先整套裝置按護(hù)孔管、收集器及動(dòng)靜態(tài)密封件用法蘭連接，然后將鉆桿及鉆頭從其中間穿過；再將護(hù)孔管固定在鉆眼處，同時(shí)把瓦斯抽排管及煤水輸送管連接在瓦斯抽排口和煤水輸送口 ；最后開動(dòng)鉆機(jī)工作。工作中鉆桿鉆采的煤、水、瓦斯在收集中中進(jìn)行初步分離，在收集器鉆孔處，鉆桿依次通過靜態(tài)密封件和動(dòng)態(tài)密封件進(jìn)行密封，在鉆桿在鉆采旋轉(zhuǎn)過程中，靜態(tài)密封件通過尼龍刷毛與鉆桿外周壁形成接觸性貼合，當(dāng)收集器為低負(fù)壓的條件下，靜態(tài)密封件維持常態(tài)的密封。動(dòng)態(tài)平面密封，適應(yīng)于“噴孔”發(fā)生時(shí)自動(dòng)緊急密封。一旦收集器腔體突然出現(xiàn)正壓或高壓狀態(tài)，動(dòng)態(tài)平面密封組的“呼啦圈”式排布的10-15個(gè)平面密封片，可以立即自動(dòng)堆積到鉆孔外端密封法蘭7的開孔處，實(shí)現(xiàn)緊急密封，且不影響鉆進(jìn)作業(yè)。當(dāng)護(hù)孔器腔體轉(zhuǎn)到常壓狀態(tài)，動(dòng)態(tài)平面密封組自動(dòng)恢復(fù)“自由等待態(tài)”。所謂自由狀態(tài)，是指端密封片無序的跟著鉆桿旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)端密封片的位置、狀態(tài)都是隨機(jī)無序的。
權(quán)利要求1.一種靜態(tài)密封件，其特征在于，所述靜態(tài)密封件的主體由一個(gè)圓柱螺旋環(huán)構(gòu)成，所述螺旋環(huán)的內(nèi)周壁沿徑向布滿刷毛并形成螺旋密封面，所述刷毛長(zhǎng)度均相等并短于螺旋環(huán)的二分之一內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜態(tài)密封件，其特征在于，所述螺旋環(huán)的環(huán)數(shù)至少為2環(huán)。
專利摘要一種靜態(tài)密封件，其特征在于，所述靜態(tài)密封件的主體由一個(gè)圓柱螺旋環(huán)構(gòu)成，所述螺旋環(huán)的內(nèi)周壁沿徑向布滿刷毛并形成螺旋密封面，所述刷毛長(zhǎng)度均相等并短于螺旋環(huán)的二分之一內(nèi)徑，所述螺旋環(huán)的環(huán)數(shù)至少為2環(huán)。本實(shí)用新型可用于任意軸向旋轉(zhuǎn)及伸縮桿的密封，尤其是應(yīng)用在煤炭鉆采中，不僅能提高煤層采用鉆采效率，而且能提供較強(qiáng)的安全保護(hù)，確保煤層鉆采的安全進(jìn)行。
文檔編號(hào)E21B33/00GK202990932SQ20122071027
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者秦小坤, 陳玲, 秦曉明, 田志剛, 邵凱, 杜艷秋 申請(qǐng)人:淮北科奧工程建設(shè)有限公司