本實用新型涉及頂驅技術領域，尤其是涉及一種頂驅中回密封結構及頂驅裝置。

背景技術：

目前，回轉頭是石油鉆機頂驅的一個重要部件。其功能主要是承重與回轉。背鉗、防噴器油缸、傾斜油缸、吊環(huán)與自動吊卡都是承接在回轉頭上?；剞D頭在工作過程中，由于應急提鉆時，回轉頭要承受500噸的拉力；而且，在換立根時，回轉頭需要回轉，通過傾斜油缸驅動吊環(huán)去抓取頂驅周邊的立根，所以回轉頭內需要開設中回油道，用于驅動傾斜油缸、背鉗油缸、防噴器油缸、自動吊卡油缸等執(zhí)行機構。回轉頭本體連同安裝其上的背鉗、吊環(huán)、傾斜油缸、吊卡等一起的重量有約2.8噸。在鉆井過程中，這2.8噸的重量通過調整墊、卡箍傳遞到主軸上。這會加速調整墊的磨損。所以鉆井時一般讓回轉頭浮動，以減少與避免磨損。

現有頂驅轉體密封結構，如圖1所示，回轉齒輪4與回轉體6用螺栓固定連接。在固定套2上端安裝了一個浮動活塞15，浮動活塞15用擋圈軸向限位在固定套2上。浮動活塞15外圈與回轉體6內孔之間采用旋轉密封。浮動活塞15上端面、回轉齒輪4下端面、固定套2外圓面與回轉體內圓面之間形成浮動腔。給浮動腔一個固定的壓力，便能將回轉體6與回轉齒輪4上抬1-2mm。這樣主軸回轉鉆 井時，就可以避免磨損調整墊。在上提鉆桿時，回轉體會承受500t拉力，拉力還是通過調整墊11與卡箍12傳遞到主軸上。但這時回轉頭不旋轉，也就不會磨損調整墊。在上下支承環(huán)的外側各加了一個脂潤滑口20。

現有結構有以下幾個缺點：1、外泄漏。由于頂驅中回的浮動腔持續(xù)有壓力，會有少量油外泄漏到防塵圈外。2、浮動密封容易泄漏。浮動活塞沒有徑向限位，容易隨著回轉體一起回轉，導致活塞內孔O形圈密封失效。3、拆裝與更換密封不方便。安裝時，先將大齒輪裝到固定套上端，再安裝浮動活塞在固定套上，再將固定套連同大齒輪、浮動活塞一起裝入預先裝好密封件的回轉體內，再將大齒輪與回轉體用螺釘與定位銷連接，最后上調整墊與卡箍。拆卸時的順序相反。每次更換與安裝密封時都要對大齒輪與回轉體之間的連接螺栓進行拆裝，很不方便。4、安裝質量不好保證。安裝時，大齒輪的內孔與回轉體的內孔同軸情況不可見，浮動活塞外圓與回轉體內孔配合情況不可見。安裝時是否導致密封損傷也不可見。5、加工工藝性不好?；剞D體是個臺階盲孔，加工工藝性不好，加工精度難保證。下端的溝槽也不方便檢測。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種頂驅中回密封結構及頂驅裝置，以解決現有技術中存在的回轉體的液壓油容易外泄漏、加工裝配精度難保證、更換密封困難、加工與裝配精度難檢測的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種頂驅中回密封結構，其包括回轉齒輪、回轉體以及固定套，所述固定套依次同軸插入所述回轉齒輪和回轉體的內孔中，且在所述固定套的下端固定有浮動活 塞，所述浮動活塞與回轉體的內孔之間構成第一旋轉密封部，所述固定套與回轉齒輪的內孔之間構成第二旋轉密封部；所述回轉體上開設有彼此相連的上泄壓口與下泄壓口，所述上泄壓口連接于所述第二旋轉密封部，所述下泄壓口連接于所述第一旋轉密封部。

進一步地，所述回轉體的內孔開設有用于與所述浮動活塞進行旋轉密封連接的容納槽，所述下泄壓口連接于所述容納槽的內壁；所述浮動活塞外圈的上表面、所述容納槽的上部臺階面、所述固定套的外壁以及回轉體上部內孔璧(即容納槽上部內孔壁)共同限定出一浮動壓力腔。

進一步地，所述固定套沿其軸向分別開設有第一油道和第二油道，所述第一油道連接于所述浮動壓力腔，由固定套上部外圓柱面開設的油口自上而下向所述回轉體的浮動壓力腔進行供油；所述第二油道連接于第二旋轉密封部的下端,與上泄壓口相連，并通過回轉體內的軸向油道與下泄壓口相連。第二油道從固定套上上部外圓柱面引出，將泄油連通到油箱。從而避免浮動活塞下端的密封與回轉齒輪的旋轉密封承受壓力，避免由此而導致外泄漏。

進一步地，所述回轉體的內孔設置為通孔，在所述回轉體的內孔壁上設有兩個支承環(huán)溝槽，且在兩個支承環(huán)溝槽之間設有多個密封件溝槽；每個旋轉密封之間為一個油道；每個油道與固定套的一個軸向油道相溝通，再引到固定套上部外圓柱面引出。這是中回的常用結構，在此不做過多敘述。其中，一個所述支承環(huán)溝槽位于所述上泄壓口的下面，另一個所述支承環(huán)溝槽位于所述浮動壓力腔的上面。

進一步地，所述回轉體與回轉齒輪的內孔直徑相同。

進一步地，所述浮動活塞與固定套之間采用螺紋連接，并通過緊固件徑向定位。

進一步地，該頂驅中回密封結構還包括插設于所述固定套的中空 狀的主軸，所述回轉體的下端安裝有法蘭，所述主軸的下端穿過所述法蘭的內孔后通過卡箍固定。

進一步地，所述卡箍為可拆卸的分體式結構，且在所述法蘭與卡箍之間設置有調整墊。

進一步地，所述法蘭與固定套之間設有耐磨片。

本實用新型還提供一種頂驅裝置，其包括所述的頂驅中回密封結構。

采用上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型提供一種頂驅中回密封結構，通過在回轉體上下端密封之前都增加泄油口，這樣可以使回轉體上下旋轉密封不承受壓力，而避免外泄漏。而且，該頂驅中回密封結構制造簡單，方便組裝與檢測，利于推廣與應用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的頂驅中回密封結構的剖視圖；

圖2為本實用新型的頂驅中回密封結構的剖視圖；

圖3為本實用新型的浮動壓力腔的局部放大示意圖。

附圖標記：

1-主軸； 2-固定套； 3-O形圈；

4-回轉齒輪； 5-支承環(huán)； 6-回轉體；

7-浮動壓力腔； 8-O形圈； 9-下泄壓口；

10-法蘭； 11-調整墊； 12-卡箍；

13-耐磨片； 14-緊固件； 15-浮動活塞；

16-第一旋轉密封部； 17-上泄壓口； 18-第二旋轉密封部；

19-防塵圈； 20-脂潤滑口。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

實施例一

如圖2至3所示，本實施例一提供一種頂驅中回密封結構，其包括回轉齒輪4、回轉體6以及固定套2，固定套2依次同軸插入回轉齒輪4和回轉體6的內孔中，且在固定套2的下端固定有浮動活塞15，浮動活塞15與回轉體6的內孔之間構成第一旋轉密封部16，也就是說，浮動活塞15與回轉體6的內孔之間為旋轉密封連接；固定套2與回轉齒輪4的內孔之間構成第二旋轉密封部18，即，固定套2與回轉齒輪4的內孔之間為旋轉密封連接；而且，在回轉體6上開設有彼此相連的上泄壓口17與下泄壓口9，上泄壓口17連接于第二旋轉密封部18，上泄壓口17位于第二旋轉密封部18的下端，經固定套2與回轉齒輪4的內孔之間的縫隙與第二旋轉密封部18連接；下泄壓口9連接于第一旋轉密封部16，下泄壓口9開設于浮動活塞15與回轉體6的內孔之間相接觸的部位。這樣，在回轉體6的最上端與最下端都增加一道泄壓口。上泄壓口17與下泄壓口9通過回轉體6內部油道連通，單獨接回油箱，從而使得回轉體6上下兩端最外側密封不承受壓力，可以避免液壓油外泄漏。

具體地，本實施例中的回轉體6的內孔開設有用于與浮動活塞15進行旋轉密封連接的容納槽(類似于臺階環(huán)形槽，其尺寸要大于浮動活塞15)，下泄壓口9連接于容納槽的內壁；浮動活塞15外圈的上表面、容納槽的上部臺階面、容納槽內孔面以及固定套2的外壁共同限定出一浮動壓力腔7。

關于浮動壓力腔7，更加具體而言，浮動活塞15外圈與容納槽的內孔面旋轉密封連接，由于浮動活塞15的厚度小于容納槽縱向高度，因此，會在浮動活塞15外圈的上方形成一個腔體，這個腔體就 是浮動壓力腔7。該浮動壓力腔7由容納槽的內孔面上部分與上臺階面、浮動活塞15的上表面、固定套2的外壁共同圍成，給浮動壓力腔7一個固定的壓力，便能將回轉體6與大齒輪上抬1-2mm。這樣主軸1回轉鉆井時，就可以避免磨損調整墊11。

本實施例的固定套2沿其軸向分別開設有第一油道和第二油道，第一油道連接于浮動壓力腔7，由固定套2上部外圓柱面開設的油口自上而下向回轉體6的浮動壓力腔7進行供油；第二油道連接于第二旋轉密封部18的下端，與上泄壓口17相連，并通過回轉體6內的軸向油道與下泄壓口9相連。第二油道從固定套2上部外圓柱面引出，將泄油連通到油箱。從而避免浮動活塞15下端的密封與回轉齒輪4的旋轉密封承受壓力，避免由此而導致外泄漏?；剞D體6內孔旋轉密封(密封件)之間開設有環(huán)形油槽；固定套軸向也開有多個油道。由于回轉體6是需要進行旋轉動作的，很多執(zhí)行機構油缸如傾斜油缸、背鉗油缸、防噴器油缸、自動吊卡油缸等都是隨著回轉體一起旋轉，而這些執(zhí)行機構的油缸供油就只能將泵站的油源通過固定套2軸向油道連通到回轉體6各個環(huán)形油槽，再與執(zhí)行油缸連接。因此固定套2的每一個軸向油道都與回轉體6內孔旋轉密封(密封件)之間的油槽溝通，回轉體6內各油槽再通過徑向開孔的方式引到回轉體6外圓面。這樣執(zhí)行機構的油路就可以從回轉體6外圓的各個油口連接。這也是液壓中回的常用結構。

本實施例的回轉體6的內孔設置為通孔，在回轉體6的內孔壁上設有兩個支承環(huán)5溝槽，且在兩個支承環(huán)5溝槽之間設有多個密封件溝槽；每個旋轉密封(密封件)之間的環(huán)形溝槽就是一個油道。其中，一個支承環(huán)5溝槽位于上泄壓口17的下面，另一個支承環(huán)5溝槽位于浮動壓力腔7的上面。這樣，回轉體6的內孔與密封件溝槽可以一次裝夾加工到位。而且，回轉體6的內密封件溝槽可以從兩端檢測到 位，所有密封件溝槽都可檢測。相比于現有技術，原有內孔結構因為是臺階盲孔結構，靠近臺階端的密封件溝槽尺寸檢測不到，溝槽精度難以保證。

而且，本實施例中的兩端支承環(huán)5都被液壓油裹覆，液壓油可以起到很好的潤滑作用，不需要增加脂潤滑。

進一步地，本實施例中的回轉體6與回轉齒輪4(大齒輪)的內孔直徑相同。這樣回轉齒輪4與回轉體6預裝好后，可以將回轉齒輪4與回轉體6看成一個整體。在拆卸、更換密封時不用另外拆回轉齒輪4與回轉體6之間的連接螺栓，方便檢修維護。相比于現有技術，而原結構每次更換任何旋轉密封都要拆卸大齒輪與回轉體6之間的連接螺栓與定位銷，其工作量很大。

而且，本實施例中的回轉齒輪4與回轉體6預裝成一個整體后，就可以檢測回轉齒輪4內孔與回轉體6內孔的同軸情況，甚至可以將回轉齒輪4與回轉體6預裝好后作為一個整體加工回轉齒輪內孔與回轉體內孔，從而保證內孔同軸度。在固定套2插入回轉體6與回轉齒輪4內孔時，可以從下端目測檢查固定套2與回轉體6內孔同軸度情況，這樣可以保證裝配質量。相比于現有技術，原有結構大齒輪是最先裝在固定套2上，再將浮動活塞15裝在固定套2的上端，最后將固定套2連同大齒輪、浮動活塞15一起裝入回轉體6。整個裝配過程中，大齒輪與浮動活塞15、回轉體6之間的同軸度都無法目測與檢查。

此外，本實施例中的回轉齒輪4與回轉體6內孔直徑相同，可以減少旋轉密封的規(guī)格種類。原結構旋轉密封有三種規(guī)格，而新結構只有兩種規(guī)格?？梢蕴岣呙芊饧ㄓ眯?。

該頂驅中回密封結構還包括插設于固定套2的中空狀的主軸1，回轉體6的下端安裝有法蘭10，法蘭10與回轉體6下端通過螺釘連 接。主軸1的下端穿過法蘭10的內孔后通過卡箍12固定。在法蘭10與卡箍12之間裝有調整墊11，用于調節(jié)回轉體6浮動距離。本實施例中的浮動活塞15與固定套2之間采用螺紋連接，并通過緊固件14徑向定位。

本實施例中，由于本實施例中的浮動活塞15放在回轉體6下端。在拆卸與更換浮動活塞15密封時，只要將卡箍12拆卸，拔出主軸1，拆卸端部法蘭10，然后旋轉拆卸浮動活塞15即可(在浮動活塞15下端開有螺紋孔，專門用于方便拆裝浮動活塞15)。相比于現有技術，原有結構在拆卸與更換浮動活塞15密封時，要將卡箍12拆卸，拔出主軸1，拆卸大齒輪與回轉體6連接螺栓與定位銷(很難拆卸)，將固定套2連帶浮動活塞15與大齒輪從回轉體6內孔拔出，再將浮動活塞15從固定套2上拆卸下來，再更換浮動活塞15上的密封。這個結構的不方便之處在于每次拆裝都要拆裝大齒輪與回轉體6之間的連接螺栓和定位銷。

此外，本實施例中，在裝好浮動活塞15后就可以目測檢查浮動活塞15與回轉體6的同軸度情況，避免偏心憋卡現象。相比于現有技術，而原有結構，浮動活塞15被大齒輪完全遮擋，無法觀察浮動活塞15與回轉體6之間的同軸度。

而且，本實施例中，浮動活塞15與固定套2改用螺紋連接，并用緊定螺釘定位防松，可以避免浮動活塞15被回轉體6帶動旋轉而引起的浮動活塞15內靜密封(O形圈)失效。本實施例中的浮動活塞15下端面開有環(huán)形均布的螺紋孔，是便于浮動活塞拆裝的工藝孔。(將螺釘擰入螺紋孔，用手或工具撥動螺釘，帶動浮動活塞15旋轉而便于拆與裝。)

本實施例中的卡箍12為可拆卸的分體式結構，且在法蘭10與卡箍12之間設置有調整墊。調整墊的數量并不局限，可根據實際需要 靈活設置，通過調節(jié)調整墊的厚度來調節(jié)回轉體浮動上移距離，這與原有技術一致，此處不再多敘述。

當然，在法蘭10與固定套2之間還可以設有耐磨片13。

值得說明的是，在上述結構的基礎上，本領域普通技術人員還可以進一步地變形或附加功能性的改進，例如：在固定套2與回轉齒輪4的內孔之間還可以設有防塵圈19，防塵圈19位于第二旋轉密封部18的上端。此外，在回轉齒輪4和回轉體6之間，且位于上泄壓口17的外側設置有O形圈3。

本實施例提供的頂驅中回密封結構的安裝過程如下：

第一步，裝配大齒輪(回轉齒輪4)內與回轉體6內的密封件；

第二步，將大齒輪與回轉體6用螺栓與插銷裝配成一個整體，此時可以檢測大齒輪與回轉體6同軸度情況；

第三步，將固定套2外圈抹少許黃油，插入回轉體6與大齒輪內孔；

第四步，將浮動活塞15內孔的O形圈8裝好，并抹上一些黃油；

第五步，將浮動活塞15旋入固定套2下端螺紋，并用緊定螺釘固定防松(緊定螺釘從固定套2內孔擰入)，此時可以檢測浮動活塞15與回轉體6內孔的同軸度情況；

第六步，將耐磨墊裝入端部法蘭10沉孔內；

第七步，安裝端部法蘭10，用螺栓擰緊；

第八步，將主軸1插入固定套2內孔與端部法蘭10內孔；

第九步，將調整墊11放入分體式卡箍12的沉孔內，并一起卡入主軸1的環(huán)槽，再將分體式卡箍12用螺栓擰緊。

實施例二

本實施例二還提供一種頂驅裝置，其包括實施例一中的頂驅中回密封結構。對于其他的具體結構已在上面實施例一中詳細描述，此處 不再贅述。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。