CN109340489A - 一种有线与无线通用型旋转密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有线与无线通用型旋转密封装置，转轴轴向一端用于连接钻机动力头主轴，转轴轴向另一端设有安装孔，安装孔内螺纹连接有可互换的实心结构无线螺塞(15)或带过线孔的有线螺栓。在转轴外套设用于压紧密封组合件的补偿弹簧，可对密封组合件的径向间隙进行自动补偿。本发明解决了在无线无法实施监控的情况下，采用有线监控模块，极大提高了施工的安全系数和效率，钻机在无线模式与有线模式之间切换时，不再需要更换整个旋转密封装置，只需更换安装孔内的无线螺塞或有线螺栓即可，简化了设备拆装流程，节省人力物力，增强了钻机的适用范围，减少成本。

Description

一种有线与无线通用型旋转密封装置

技术领域

本发明涉及非开挖施工技术中领域中的水平定向钻机及地质钻探用全液压钻机技术，尤其是一种有线与无线通用型旋转密封装置。

背景技术

水平定向钻孔是一种在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(如管道、电缆等)的一种施工机械，由于其对环境影响小、施工速度快、成本低而被广泛应用于石油天然气、城市给排水、煤气供应、电力、通讯、供热等地下管线的施工工程中。水平定向钻机在钻孔前，要先了解已有地下基础设置，在待钻孔区域做完地下勘查工作后，再根据勘查结果，设计施工轨迹，钻孔阶段，钻头先在设计的施工轨迹上沿斜下方向钻入地面，从地下绕过地面障碍物(如建筑、道路、河流等)，再沿斜上方向钻出地面，完成钻孔。钻孔完成后再进行扩孔与拉管，在钻孔、扩孔及拉管过程中，由供水或供气系统对钻头及钻杆提供冷却介质并松软地下土层结构。

在施工过程中，为保证钻头按照所设定的轨迹钻进，通常会在钻头附近或钻头内部设置一个用于发出钻头实时位置信号的探头，探头通过无线或有线的形式与地面导向仪连接，当钻孔深度较浅时，无线探头发出的无线信号一般较容易穿透地层与地面导向仪接通，但当钻孔深度较深或者地面障碍物为河流、海水时，对无线信号有吸收、减弱或屏蔽作用，需使用有线探头与地面导向仪连接，则信号传输线需从钻头开始依次穿过后续各节钻杆内部通孔，再穿过连接于最末一节钻杆尾部连接的动力头主轴内部通孔，动力头主轴另一端还连接有旋转密封装置，信号传输线穿出旋转密封装置内部通孔后与地面导向仪连接。

旋转密封装置是钻机供水或供气系统用于对钻头及钻杆提供冷却介质的转接头，泥浆泵或压缩机输出的冷却介质(水、泥浆或空气)从旋转密封装置进入钻杆及钻头。对于使用无线探头的钻机，钻杆及旋转密封装置内部通孔只用于传输冷却介质，为了防止冷却介质泄漏，旋转密封装置内部通孔末端是封闭的，但对于使用有线探头的钻机，钻杆及旋转密封装置的内部通孔除了用于传输冷却介质，还作为信号传输线的贯穿通道，旋转密封装置内部通孔的最末端设有延长孔，信号传输线贯穿延长孔而伸至旋转密封装置外，进而与地面导向仪连接，由于现有的旋转密封装置要么末端设有延长孔只能适用有线探头，要么末端封闭只能适用无线探头。因此，一套有线导向钻孔与无线导向钻孔功能兼备的钻机最少应当配置两套旋转密封装置，增加成本；另一方面，当钻机需要在无线探头模式与有线探头模式之间切换时，还需要拆卸更换动力头主轴末端连接的旋转密封装置，费时费力。

发明内容

本发明目的在于提供一种有线与无线通用型旋转密封装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种有线与无线通用型旋转密封装置，包括转轴1，转轴外套设有套筒2，转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封元件，转轴轴向一端用于连接钻机动力头主轴，转轴轴向另一端设有安装孔12，安装孔内可拆卸的安装有无线螺塞15或有线螺栓14，转轴内部设有延长孔13，延长孔一端与转轴内部冷却介质流通通道10相通，延长孔另一端延伸至安装孔，所述有线螺栓与无线螺塞均设有与安装孔内螺纹匹配的外螺纹，无线螺塞为实心结构，无线螺塞旋设在安装孔内时，延长孔封闭，有线螺栓内部设有过线孔18，有线螺栓旋设在安装孔内时，延长孔与过线孔相通，钻机的信号传输线可依次经冷却介质流通通道、延长孔、过线孔伸至旋转密封装置外与地面控制设备连接。

所述旋转密封装置包括设置在转轴端面安装孔位置处的集电环16，集电环包括转动环161与固定环162，转动环固定在转轴端面，固定环与安装架9固定在一起，钻机的信号传输线伸出过线孔后与转动环上的出线接口电连接，主机连接线与固定环上的进线接口电连接。信号传输线于伸出过线孔的们置设置有密封结构，由于信号传输线可以和转动环及转轴一起转动，过线孔处的密封结构相对来说是静密封，可以减少或杜绝过线孔处密封结构的泄漏。

所述旋转密封装置还包括垫圈17，垫圈用于垫设在无线螺塞或有线螺栓端面与安装孔底面之间，起密封防漏作用。

所述转轴用于连接动力头主轴的连接端11设置为法兰结构，连接端的法兰边上设置有用于连接动力头主轴的连接螺栓112，法兰端面于冷却介质流通通道径向外围设有柱状定位止口110。

所述法兰端面于定位止口的外围设置有环状凹槽，环状凹槽内嵌设有密封环111。

所述密封元件包括密封组合件4，密封组合件为圆筒状结构，工作过程中，转轴跟随动力头主轴转动，密封组合件的径向内壁为主要磨损面，套筒的内壁于密封组合件4轴向内侧(即靠近冷却介质入口20的一侧)凸设有挡圈24，挡圈24用于直接或间接挡住密封组合件4轴向一端的端面，密封组合件4轴向另一端的端面由压装组件压紧。

所述旋转密封装置还包括补偿弹簧3，补偿弹簧套设在转轴外的挡圈与密封组合件之间或压装组件与密封组合件之间，补偿弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置。

所述补偿弹簧与密封组合件均为对称设置的两组，一组密封组合件对应一个挡圈、一组补偿弹簧及一组压装组件，两组密封组合件对称分布在冷却介质入口两侧，一组密封组合件与转轴连接动力头主轴的一端对应，另一组密封组合件与转轴另一端相对应。

补偿弹簧与密封组合件端面之间的接触点应当位于密封组合件轴向端面靠近径向外缘位置，以使得内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内(即由外壁指向内壁的方向)，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件径向内壁发生的磨损，延长密封组合件的寿命。

补偿弹簧可选用普通的圆柱螺旋弹簧，只要将圆柱螺旋弹簧的内径设置成使弹簧丝靠近密封组合件端面的边缘位置，即可对密封组合件压缩变形方向进行引导。补偿弹簧也可选用碟形弹簧，碟形弹簧的开口朝向密封组合件，也可对密封组合件的压缩变形方向进行引导。

所述两组压装组件中至少一组包括调整锁位螺母67，调整锁位螺母67设有与转轴1外螺纹匹配的内螺纹，调整锁位螺母旋设在转轴上，调整锁位螺母直接或间接沿轴向方向旋紧在转轴上而将套筒内的补偿弹簧与密封组合件压紧。

旋转密封装置使用过程中，密封组合件的磨损由受到压缩而变形的补偿弹簧提供的弹力来提供动态压力补偿，使密封组合件与转轴之间的接触面始终保证贴紧状态，这一过程为自动补偿过程，一段时间后，密封组合件的内壁继续磨损至两补偿弹簧的压缩量快释放完而恢复原形，两补偿弹簧的压力逐渐减小，此时将调整锁位螺母往靠近密封组合件的方向旋转，使补偿弹簧重新回至压缩状态，密封组合件会进入下一轮的自动补偿过程，重复多次至密封组合件完全失效，密封组合件的使用寿命约为原来的5～7倍。

所述压装组件包括设置在密封组合件轴向外侧的补偿块，补偿块的端面用于直接或间接抵住密封组合件，补偿块对密封组合件的推力指向密封组合件轴向内侧，补偿块的径向外壁设置有台阶结构，套筒内壁设置有与补偿块台阶结构相匹配的孔肩。

所述密封组合件4的轴向外侧设置有二次密封圈8，二次密封圈设置在压装组件中并与转轴径向外壁紧密贴合。

所述二次密封圈采用唇形密封圈，唇形二次密封圈包括V型骨架与O型密封圈，O型密封圈的压缩量优选为0.12～0.25mm，在密封组合件完全失效、而工期又到关键时刻不允许停工的情况下，唇形二次密封圈可以使整个旋转密封装置的密封性能延长7～15天左右。

所述套筒内壁对应冷却介质入口的的位置凹设有环状水道21，冷却介质流通通道10的一端与动力头主轴内部通道连通，冷却介质流通通道的另一端设置有四个侧通孔101，四个侧通孔的位置均与环状水道21对应，转轴转动至任意位置，四个侧通孔都能保持与冷却介质入口20连通的状态，环状水道的宽度大于侧通孔101的直径，即便套筒与转轴发生了一定的轴向相对滑动，侧通孔仍然能够保持与冷却介质入口20连通的状态。

套筒外壁于冷却介质入口处设置有带内螺纹的接头22，接头22用于连接从泵或压缩机接出的管路而将冷却介质引入钻杆内部，套筒外壁上设置有止转板23，止转板用于连接止转机构而防止套筒发生旋转运动。

所述挡圈24包括设置于环状水道宽度方向的两侧的挡圈一241与挡圈二242，挡圈一与转轴连接动力头主轴的一端对应，挡圈二与转轴另一端对应，减压环7为一种非金属硬质密封材料，减压环7包括减压环一71与减压环二72，减压环一、减压环二分别嵌设在挡圈一与挡圈二预设的沟槽内。

所述挡圈24径向内壁嵌设有减压环7，减压环径向内壁与转轴径向外壁密封贴合，挡圈径向内壁与转轴径向外壁之间保持有0.8～1.2mm的径向间隙，该径向间隙形成一个环流槽P。

本发明至少具有以下有益效果：

通过在转轴末端设置带内螺纹结构的安装孔，安装孔内可旋设无线螺塞或有线螺栓，分别可供钻机无线模式与有线模式下使用，当钻机需要在无线模式与有线模式之间切换时，不再需要更换整个旋转密封装置，只需更换安装孔内的无线螺塞或有线螺栓即可，简化了设备拆装流程，节省人力物力，且同一套旋转密封装置既可适用较浅地层的无线导向钻孔，又可适用较深地层或深水区域的有线导向钻孔，增强了钻机的适用范围，减少成本。

本发明的旋转密封装置设置有可使密封组合件实现自动补偿的补偿弹簧，在工作过程中，密封组合件可始终保持与转轴径向外壁的紧密贴合状态，有效的确保了施工过程中的密封可靠性能。

为了进一步保证密封效果，将补偿弹簧与密封组合件端面间的力接触点设置在密封组合件端面边缘位置，可使密封组合件的变形方向主要为沿径向方向向内，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件内壁发生的磨损，可使密封组合件的使用寿命延长5～7倍。

本发明中的自动补偿式密封组合件作为旋转密封装置的第一道密封结构，还在密封组合件的轴向外侧设置了二次密封圈作为第二道密封结构，在密封组合件完全失效、工期遇关键时刻又不能停工的情况下，二次密封圈可作为应急密封结构，延长7～15天的使用时间，为施工人员提供必要的应急准备时间，二次密封圈与密封组合件共同对旋转密封装置起双保险密封作用。

本发明在密封组合件的轴向内侧设置有减压环，套筒内壁于减压环轴向内侧区域与转轴径向外壁之间设置有环流槽，环流槽的径向宽度为0.8～1.2mm，具有一定压力的冷却介质经环流槽流至减压环处时，会受到减压环端面的反向冲击力，进而在环流槽处产生局部涡流，从而降低进入密封组合件处的冷却介质的压力，达到良好的密封效果，同时又防止不清洁水中的杂质进入密封组合件，提高密封组合件的使用寿命，在钻头受阻水压升高的情况下，同样可以达到此效果，使得整个旋转密封装置具有耐高压的性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例一的旋转密封装置的主视剖面图(安装孔内安装无线螺塞、补偿弹簧采用圆柱螺旋弹簧)。

图2是本发明优选实施例二的旋转密封装置的主视剖面图(安装孔内安装有线螺栓、补偿弹簧采用碟形弹簧)。

图3是本发明优选实施例一中的减压环处的细节放大图。

图中：1-转轴，10-冷却介质流通通道，101-侧通孔，11-连接端，110-柱状定位止口，111-密封环，112-连接螺栓，12-安装孔，13-延长孔，14-有线螺栓，15-无线螺塞，16-集电环，161-转动环，162-固定环，17-垫圈，18-过线孔，2-套筒，20-冷却介质入口，21-环状水道，22-接头，23-止转板，24-挡圈，241-挡圈一，242-挡圈二，25-孔肩一，26-孔肩二，3-补偿弹簧，31-补偿弹簧一，32-补偿弹簧二，4-密封组合件，41-密封组合件一，42-密封组合件二，5-压装组件一，51-补偿块一，52-支撑轴承一，53-压盖一，54-防尘圈，6-压装组件二，61-补偿块二，62-支撑轴承二，63-隔离环，64-压盖二，65-止推轴承，66-挡环，67-调整锁位螺母，7-减压环，71-减压环一，72-减压环二，8-二次密封圈，81-二次密封圈一，82-二次密封圈二，9-安装架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图3的旋转密封装置，包括用于连接水平定向钻机动力头主轴的转轴1，转轴外套设有套筒2，转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封元件，转轴轴向一端用于连接钻机动力头主轴，转轴轴向另一端设有安装孔12，安装孔内可拆卸的安装有无线螺塞15(图1)或有线螺栓14(图2)，转轴内部设有延长孔13，延长孔一端与转轴内部冷却介质流通通道10相通，延长孔另一端延伸至安装孔，有线螺栓与无线螺塞均设有与安装孔内螺纹匹配的外螺纹，无线螺塞为实心结构，无线螺塞旋设在安装孔内时，延长孔封闭，有线螺栓内部设有过线孔18，有线螺栓旋设在安装孔内时，延长孔与过线孔相通，钻机的信号传输线可依次经冷却介质流通通道、延长孔、过线孔伸至旋转密封装置外与地面控制设备连接。

旋转密封装置包括设置在转轴端面安装孔位置处的集电环16，集电环包括转动环161与固定环162，转动环固定在转轴端面，固定环与安装架9固定在一起，钻机的信号传输线伸出过线孔后与转动环上的出线接口电连接，主机连接线与固定环上的进线接口电连接。

旋转密封装置还包括垫圈17，垫圈用于垫设在无线螺塞或有线螺栓端面与安装孔底面之间，起密封防漏作用。

转轴用于连接动力头主轴的连接端11设置为法兰结构，连接端的法兰边上设置有用于连接动力头主轴的连接螺栓112，法兰端面于冷却介质流通通道径向外围设有圆柱状定位止口110，便于转轴与动力头主轴的定位连接。

法兰端面于定位止口的径向外围设置有环状凹槽，环状凹槽内嵌设有密封环111。

由于无线螺塞15与有线螺栓14可互换安装，钻机在无线模式与有线模式之间切换时不再需要拆卸转轴与动力头主轴之间的连接，只需更换安装孔12中的螺栓即可，简单方便又快捷。

转轴1内部沿轴向方向设有冷却介质流通通道10，冷却介质流通通道10的出口与转轴用于连接动力头主轴的连接端11相对应，转轴外套设有套筒2，套筒筒体中间部位设有冷却介质入口20。

转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封组合件4，密封组合件为圆筒状结构，工作过程中，转轴跟随动力头主轴转动，密封组合件的内壁为主要磨损面，套筒的内壁于靠近冷却介质入口处设有挡圈24，挡圈24用于直接或间接挡住密封组合件4轴向一端的端面，密封组合件4轴向另一端的端面由压装组件压紧。

旋转密封装置还包括补偿弹簧3，补偿弹簧套设在转轴外的挡圈与密封组合件之间或压装组件与密封组合件之间，补偿弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置。

补偿弹簧与密封组合件均为对称设置的两组，一组密封组合件对应一组补偿弹簧及一组压装组件，两组密封组合件对称分布在冷却介质入口径向两侧，一组密封组合件与转轴连接动力头主轴的一端(即图1与图2中的转轴轴向左端)对应，另一组密封组合件与转轴另一端(即图1与图2中的转轴轴向右端)相对应。

补偿弹簧与密封组合件轴向端面之间的接触点应当靠近密封组合件的径向外缘位置，以使得内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件内壁发生的磨损，延长密封组合件的寿命。

补偿弹簧选用普通的圆柱螺旋弹簧(参见图1)，将圆柱螺旋弹簧的内径设置成使弹簧丝靠近密封组合件端面的边缘位置，即可对密封组合件压缩变形方向进行引导。

补偿弹簧也可选用碟形弹簧(参见图2)，碟形弹簧的开口朝向密封组合件4，以保证补偿弹簧与密封组合件端面之间的接触点位于靠近密封组合件径向外缘位置处，从而对密封组合件的变形方向进行引导。

挡圈24内壁嵌设有减压环7，参见图3，减压环径向内壁与转轴径向外壁密封贴合，挡圈径向内壁与转轴径向外壁之间保持有1mm的径向间隙，该径向间隙形成一个环流槽P，当具有一定压力的冷却介质经径向间隙流至减压环处时，会受到减压环端面的反向冲击力，进而在环流槽处产生局部涡流，从而降低进入密封组合件处的冷却介质的压力，达到良好的密封效果，同时又防止不清洁水中的杂质进入密封组合件，提高密封组合件的使用寿命，在钻头受阻水压升高的情况下，同样可以达到此效果，使得整个旋转密封装置具有耐高压的性能。

本发明中，对应转轴连接动力头主轴的一端的压装组件、补偿弹簧与密封组合件分别定义为压装组件一5、补偿弹簧一31与密封组合件一41，对应转轴另一端的压装组件、补偿弹簧与密封组合件分别定义为压装组件二6、补偿弹簧二32与密封组合件二42。

所述压装组件一包括套设在转轴外围且位于套筒内部的补偿块一51、支撑轴承一52和压盖一53，压盖一固定在套筒上，压盖一沿轴向压紧支撑轴承一而压紧位于支撑轴承一52内侧的补偿块一51、密封组合件一41与补偿弹簧一31。

所述压装组件二包括补偿块二61、支撑轴承二62、隔离环63、压盖二64、止推轴承65、挡环66与调整锁位螺母67；压盖二固定在套筒上，压盖二上设有供补偿块二61、支撑轴承二62、隔离环63、止推轴承65与挡环66调整锁位螺母旋设在转轴上，调整锁位螺母沿轴向方向旋紧在转轴上而通过挡环66、止推轴承65、隔离环63、支撑轴承二62与补偿块二61将套筒内的补偿弹簧二32与密封组合件二42压紧。支撑轴承一与支撑轴承二可选用圆珠滚子轴承，止推轴承可选用推力球轴承，止推轴承用于提高调整锁位螺母旋紧过程中的顺畅度，方便操作。

旋转密封装置使用过程中，密封组合件一及密封组合件二的磨损由受到压缩而变形的补偿弹簧一及补偿弹簧二提供的弹力来提供动态压力补偿，使两密封组合件(包括密封组合件一及密封组合件二)与转轴之间的接触面(即密封组合件一与密封组合件二的内壁)始终保证贴紧状态，且在套筒对力的传递作用下，对称布置的补偿弹簧一与补偿弹簧二可相互达到力的平衡，这一过程为自动补偿过程，一段时间后，两密封组合件的内壁继续磨损至两补偿弹簧的压缩量快释放完而恢复原形，两补偿弹簧的也压力逐渐减小，此时将调整锁位螺母往靠近密封组合件的方向旋转，使补偿弹簧重新回至压缩状态，密封组合件会进入下一轮的自动补偿过程，重复多次至密封组合件完全失效，密封组合件的使用寿命约为原来的5～7倍。应当指出的是，压装组件一与压装组件二的位置也可以互换，即调整锁位螺母可以安装在任意一侧，也可以两侧都安装，本实施例中将调整锁位螺母设置在压装组件二一侧主要是为了使拆卸更换各部件更方便一点，只需将调整锁位螺母旋出转轴，将其余部件随着套筒一起拉离转轴即可，套筒用于容纳转轴及其他部件的中心通孔设置成中间孔细，两端孔粗的结构，结构简单，加工方便。

密封组合件4的轴向外侧设置有二次密封圈8，二次密封圈8包括二次密封圈一81与二次密封圈二82，其中二次密封圈一81嵌设在压盖一53内并与转轴径向外壁紧密贴合，二次密封圈二嵌设在隔离环内并与转轴径向外壁紧密贴合，本实施例中，二次密封圈一81与二次密封圈二82均采用唇形密封圈，唇形二次密封圈一54与唇形二次密封圈二82均包括V型骨架与O型密封圈，O型密封圈的压缩量优选为0.12～0.25mm，在密封组合件一与密封组合件二完全失效、而工期又到关键时刻不允许停工的情况下，唇形二次密封圈一与唇形二次密封圈二可以使整个旋转密封装置的密封性能延长7～15天左右，即在紧急情况下再延长7～15天左右的寿命，唇形型密封圈与密封组合件在本技术方案中起组合双保险作用。

压装组件一还包括嵌设在压盖一轴向外端端面上的防尘圈54，

所述补偿块一与补偿块二的侧壁均设置有台阶结构，套筒内壁设置有分别与补偿块一、补偿块二的台阶结构相匹配的孔肩一25与孔肩二26，补偿块一及补偿块二的台阶结构分别用于限定补偿块一及补偿块二的轴向滑动极限，使用过程中，可以根据需要设定补偿块台阶结构的位置及轴向高度，当调整锁位螺母无法旋动时，说明密封组合件的压缩量已达限定值，提示应当更换密封组合件。

套筒内壁对应冷却介质入口的的位置凹设有环状水道21，挡圈24包括设置于环状水道宽度方向的两侧的挡圈一241与挡圈二242，挡圈一与转轴连接动力头主轴的一端对应，挡圈二与转轴另一端对应，减压环7为一种非金属硬质密封材料，减压环7包括减压环一71与减压环二72，减压环一、减压环二分别嵌设在挡圈一与挡圈二预设的沟槽内，冷却介质流通通道10的一端与动力头主轴内部通道连通，冷却介质流通通道的另一端设置有四个侧通孔101，四个侧通孔的位置均与环状水道21对应，转轴转动至任意位置，四个侧通孔都能保持与冷却介质入口20连通的状态，环状水道的宽度大于侧通孔101的直径，即便套筒与转轴发生了一定的轴向相对滑动，侧通孔仍然能够保持与冷却介质入口20连通的状态。

套筒外壁于冷却介质入口处焊接设置有带内螺纹的接头22，接头22用于连接从水泵接出的油管而将冷却介质引入旋转密封装置内部，套筒外壁上设置有止转板23，止转板用于连接止转机构而防止套筒发生旋转运动，对套筒位置进行锁定，在两个支撑轴承的辅助作用下减小转轴的转动摆动，并能减小非转动元件(套筒及其内元件)尤其是密封组合件的摆动与直线串动，提高旋转密封装置的寿命。

特别指出：本发明中未明确限定的内壁、外壁均指径向方向的内壁、外壁，本发明中未明确限定的内侧、外侧均指轴向方向的内侧、外侧。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，包括转轴(1)，转轴外套设有套筒(2)，转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封元件，转轴轴向一端用于连接钻机动力头主轴，转轴轴向另一端设有安装孔(12)，安装孔内可拆卸的安装有无线螺塞(15)或有线螺栓(14)，转轴内部设有延长孔(13)，延长孔一端与转轴内部冷却介质流通通道(10)相通，延长孔另一端延伸至安装孔，所述有线螺栓与无线螺塞均设有与安装孔内螺纹匹配的外螺纹，无线螺塞为实心结构，无线螺塞旋设在安装孔内时，延长孔封闭，有线螺栓内部设有过线孔(18)，有线螺栓旋设在安装孔内时，延长孔与过线孔相通，钻机的信号传输线可依次经冷却介质流通通道、延长孔、过线孔伸至旋转密封装置外与地面控制设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述旋转密封装置包括设置在转轴端面安装孔位置处的集电环(16)，集电环包括转动环(161)与固定环(162)，转动环固定在转轴端面，固定环与安装架(9)固定在一起，钻机的信号传输线伸出过线孔后与转动环上的出线接口电连接，主机连接线与固定环上的进线接口电连接。

3.根据权利要求1所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述旋转密封装置还包括垫圈(17)，垫圈用于垫设在无线螺塞或有线螺栓端面与安装孔底面之间，起密封防漏作用；

所述转轴用于连接动力头主轴的连接端(11)设置为法兰结构，连接端的法兰边上设置有用于连接动力头主轴的连接螺栓(112)，法兰端面于冷却介质流通通道径向外围设有柱状定位止口(110)；

所述法兰端面于定位止口的外围设置有环状凹槽，环状凹槽内嵌设有密封环(111)。

4.根据权利要求1所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述密封元件包括转轴与套筒之间设置的密封组合件(4)，套筒的内壁于密封组合件轴向内侧凸设有挡圈(24)，挡圈用于直接或间接挡住密封组合件轴向一端的端面，密封组合件轴向另一端的端面由压装组件压紧；

所述旋转密封装置还包括补偿弹簧(3)，补偿弹簧套设在转轴外，补偿弹簧抵设在挡圈与密封组合件之间或抵设在压装组件与密封组合件之间；

所述挡圈径向内壁嵌设有减压环(7)，减压环径向内壁与转轴径向外壁贴合，挡圈径向内壁与转轴径向外壁之间保持有径向间隙，该径向间隙形成一个环流槽；

所述密封组合件(4)的轴向外侧设置有二次密封圈(8)，二次密封圈设置在压装组件中并与转轴径向外壁贴合。

5.根据权利要求4所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，补偿弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置，所述补偿弹簧采用圆柱螺旋弹簧或碟形弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，圆柱螺旋弹簧的内径设置成使弹簧丝与密封组合件的接触区域位于密封组合件轴向端面靠近径向外缘位置，碟形弹簧的开口朝向密封组合件，以使得径向内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内。

7.根据权利要求4所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述环流槽的径向间隙的尺寸为0.8～1.2mm。

8.根据权利要求4所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述二次密封圈采用唇形密封圈，唇形二次密封圈包括V型骨架与O型密封圈，O型密封圈的压缩量为0.12～0.25mm。

9.根据权利要求4所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述压装组件包括设置在密封组合件轴向外侧的补偿块，补偿块的端面用于直接或间接抵住密封组合件，补偿块对密封组合件的推力指向密封组合件轴向内侧，补偿块的径向外壁设置有台阶结构，套筒内壁设置有与补偿块台阶结构相匹配的孔肩。

10.根据权利要求4～9中任意一项所述的一种有线与无线通用型旋转密封装置，其特征在于，所述两组压装组件包括调整锁位螺母(67)，调整锁位螺母设有与转轴外螺纹匹配的内螺纹，调整锁位螺母旋设在转轴上，调整锁位螺母直接或间接沿轴向方向旋紧在转轴上而将套筒内的补偿弹簧与密封组合件压紧。