CN110345064B - 一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，包括防护罩、填料盒及中间拉杆，防护罩一端设置有凹槽，凹槽内插接有连接盘，连接盘通过螺栓和弹垫固定安装在填料盒上，防护罩另一端的内壁设置有连接套，连接套套设在中间拉杆外壁上，连接套与中间拉杆连接处之间设置有导向套，填料盒靠近防护罩的开口通过螺栓和弹垫固定连接有压板，中间拉杆依次穿过防护罩、填料盒及压板，位于压板与填料盒之间的中间拉杆外壁套设有若干组刮油环，刮油环与压板之间设置有若干组密封圈，刮油环与填料盒底部之间设置有隔套。本发明有效地解决钻井泵中间拉杆密封失效问题，改善钻井泵的工况条件，延长钻井泵的使用寿命，降低钻井泵的维修费用。

Description

一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构

技术领域

本发明属于石油天然气钻采设备技术领域，涉及一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构。

背景技术

中间拉杆密封是钻井泵一个关键的密封部位。它是往复式动密封，技术难度高。目前，钻井泵中间拉杆密封装置结构多样。有以张紧簧使两油封与轴紧密接触从而获得密封效果的方式，也有使用两油封背靠背安装的方式。但总体来说均是采用油封安装在油封盒内，油封盒固定安装在机架上，密封唇与中间拉杆过盈安装，密封件位置固定的结构形式。由于十字头至活塞部分同心度差以及十字头使用磨损后的下沉，导致密封唇口与中间拉杆出现偏磨现象，从而致使密封件失效，动力端漏油或者液力端泄露的泥浆和水侵入动力端，严重影响钻井泵的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，解决了现有技术中存在的致密封唇口与中间拉杆出现偏磨致使密封件失效问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，包括防护罩、填料盒及中间拉杆，防护罩一端设置有凹槽，凹槽内插接有连接盘，连接盘通过螺栓和弹垫固定安装在填料盒上，防护罩另一端的内壁设置有连接套，连接套套设在中间拉杆外壁上，连接套与中间拉杆连接处之间设置有导向套，填料盒的外壁通过螺栓和弹垫固定安装在钻井泵机架上，填料盒靠近防护罩方向的开口通过螺栓和弹垫固定连接有压板，中间拉杆依次穿过防护罩、填料盒及压板，位于压板与填料盒之间的中间拉杆外壁套设有若干组刮油环，刮油环与压板之间设置有若干组密封圈，刮油环与填料盒底部之间设置有隔套。

本发明的特点还在于：

填料盒的外壁与钻井泵机架连接处之间设置有密封垫Ⅰ，填料盒与压板连接处这件设置有密封垫Ⅱ。

密封圈两件为一组，两件密封圈成对组装，密封圈被若干个切口均分为若干瓣，每一组中的两件密封圈的切口位置错开。

密封圈通过圆柱销A组装在一起。

密封圈外壁设有凹槽，凹槽内安装有弹簧A。

隔套沿径开有若干个回油孔，填料盒上开有若干个回流孔A，防护罩上开有若干个回流孔B。

刮油环两件为一组，两件刮油环成对组装，刮油环被若干个切口均分为若干瓣，每一组中的两件刮油环的切口位置错开。

两件刮油环通过圆柱销B固定组装在一起。

刮油环的外壁设有凹槽，凹槽内安装有弹簧B，内壁设有刮油齿。

刮油环两侧分别开有若干个回油槽。

本发明的有益效果是：本发明可以有效地解决钻井泵中间拉杆密封失效问题，改善钻井泵的工况条件，延长钻井泵的使用寿命，进而降低钻井泵的维修费用。

附图说明

图1为本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构的结构示意图；

图2为本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构的刮油环的结构示意图；

图3为本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构的刮油环的剖面图；

图4为本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构的密封圈的结构示意图；

图5为本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构的密封圈的剖面图。

图中，1.隔套，2.填料盒，3.圆柱销A，4.弹簧A，5.刮油环，6.密封圈，7.密封垫Ⅰ，8.回流孔A，9.回流孔B，10.密封垫Ⅱ，11.压板，12.防护罩，13.导向套，14.连接盘，15.连接套，16.中间拉杆，17.弹簧B，18.圆柱销B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，如图1所示，包括防护罩12、填料盒2及中间拉杆16，防护罩12一端设置有凹槽，凹槽内插接有连接盘14，连接盘14通过螺栓和弹垫固定安装在填料盒2上，防护罩12另一端的内壁设置有连接套15，连接套1套设在中间拉杆16外壁上，连接套15与中间拉杆16连接处之间设置有导向套13。

填料盒2的外壁通过螺栓和弹垫固定安装在钻井泵机架上，填料盒2的外壁与钻井泵机架连接处之间设置有密封垫Ⅰ7，填料盒2靠近防护罩方向的开口通过螺栓和弹垫固定连接有压板11，填料盒2与压板11连接处之间设置有密封垫Ⅱ10，中间拉杆16依次穿过防护罩12、填料盒2及压板11。

位于压板11与填料盒2之间的中间拉杆16外壁套设有两组刮油环5，刮油环5两件为一组，两件刮油环5成对组装，刮油环5与压板11之间设置有一组密封圈6，密封圈6两件为一组，两件密封圈6成对组装，刮油环5与填料盒2底部之间设置有隔套1，隔套1沿径向开有若干个回油孔，增大回油面积，填料盒2上开有若干个回流孔A8，防护罩12上开有若干个回流孔B9。

其中，导向套13起到密封液力端的水和泥浆的作用，且具有自润滑的特性，同时，导向套13对中间拉杆16起到较好的定位效果。

防护罩12本体材料为橡胶，橡胶件具有大变形的特性，使导向套13可根据中间拉杆16位置发生径向游动；进入防护罩12内部的液力端水和泥浆通过回流孔B9流回液力端。

密封垫Ⅰ7起到密封机架与填料盒2接触面的作用；密封垫Ⅱ10起到密封填料盒2与压板11接触面的作用；回流孔A8回流进入填料盒2内部的润滑油。

隔套1材料为橡胶，橡胶件具有大变形的特性，隔套1与中间拉杆16外壁、填料盒2内圆柱面之间有较大的间隙。

如图2、3所示，刮油环5被若三个切口均分为三瓣，每一组中的两件刮油环5的切口位置错开，两件刮油环5通过圆柱销B18固定组装在一起，刮油环5的外壁设有凹槽，凹槽内安装有弹簧B17，内壁设有刮油齿，刮油环5两侧分别开有若干个回油槽。

其中，刮油环5内壁设有刮油齿，齿口朝向机架腔内部；刮油环5外壁凹槽组装弹簧B17，使刮油环5的三瓣作为整体紧固在中间拉杆16上，具有摩擦均匀、摩擦补偿的特性；刮油环5与填料盒2内壁之间有较大的间隙，且紧固在中间拉杆16上，因此刮油环5可根据中间拉杆16位置发生径向游动；刮油环5必须成对组装和切口位置必须错位，用圆柱销B18定位是为了密封切口防止渗油；刮油环5的刮油齿密封润滑油；刮油环5两侧开回油槽为了增大回油面积。

如图4、5所示，密封圈6被若三个切口均分为三瓣，每一组中的两件密封圈6的切口位置错开，两件密封圈6通过圆柱销A3固定组装在一起，密封圈6的外壁设有凹槽，凹槽内安装有弹簧A4。

密封圈6的凹槽内设置有弹簧A4，使密封圈6的三瓣作为整体紧固在中间拉杆16上，具有摩擦均匀、摩擦补偿的特性；密封圈6材料是橡胶材料，与填料盒2内圆柱面之间有较大的间隙，且紧固在中间拉杆16上，因此密封圈6可根据中间拉杆16位置发生径向游动；密封圈6必须成对组装和切口位置必须错位，用圆柱销A3定位是为了密封切口防止渗油；密封圈6还起到密封填料盒2内部润滑油、外部水和泥浆的作用。

本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其工作原理如下：

钻井泵工作时，中间拉杆16做连续往复运动。整个过程分为吸入冲程与排出冲程，吸入冲程时，防护罩12与导向套13密封液力端水和泥浆，并且可以通过回流孔B9将防护罩12内部的残留液力端水和泥浆流回液力端。

护罩12一端是通过连接盘14、螺栓和弹垫固定在填料盒2上，另一端是通过连接套15设在中间拉杆16外壁上，连接套15与中间拉杆16连接处设置有导向套13；而且防护罩12本体材料为橡胶，橡胶件具有大变形的特点，使导向套13可根据中间拉杆16位置发生径向游动。

刮油环5组装时，每一组中两间刮油环5的切口位置错开，且用圆柱销B18组装在一起，便于对刮油环5的切口密封，刮油环5的凹槽组装弹簧B17，使刮油环5作为整体紧固在中间拉杆16上；刮油环5内壁设有刮油齿，齿口朝向机架腔内部；排出冲程时，刮油环5的刮油齿可以将粘附在中间拉杆16的润滑油刮掉，起到密封机架腔内部的润滑油的作用；

刮油环5与填料盒2内壁之间有较大的间隙，且紧固在中间拉杆16上，因此刮油环5可根据中间拉杆16位置发生径向游动；

密封圈6组装时，每一组中两间密封圈6的切口位置错开，且用圆柱销A3组装在一起，便于对密封圈6的切口密封，密封圈6的凹槽组装弹簧A4，使密封圈6作为整体紧固在中间拉杆16上；吸入冲程时，起到密封进入防护罩12内部的残留液力端水和泥浆作用；排出冲程时，起到密封填料盒2内部润滑油作用。

密封圈6与填料盒2内圆柱面之间有较大的间隙，且紧固在中间拉杆16上，因此密封圈6可根据中间拉杆16位置发生径向游动；

填料盒2和压板11轴向固定隔套1、刮油环5、密封圈6，回流孔A8可以回流填料盒2内部润滑油；密封垫Ⅰ7起到密封机架与填料盒2之间面的作用；密封垫Ⅱ10起到密封填料盒2与压板11之间面的作用。

本发明一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其优点在于：密封件可根据中间拉杆16位置可发生径向游动，避免由于十字头至活塞部分同心度差以及十字头磨损下沉等情况导致的密封件与中间拉杆16偏磨损坏的现象，可以大幅提高密封件的使用寿命。

Claims (10)

1.一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，包括防护罩(12)、填料盒(2)及中间拉杆(16)，所述防护罩(12)一端设置有凹槽，所述凹槽内插接有连接盘(14)，所述连接盘(14)通过螺栓和弹垫固定安装在填料盒(2)上，所述防护罩(12)另一端的内壁设置有连接套(15)，所述连接套(15)套设在中间拉杆(16)外壁上，所述连接套(15)与中间拉杆(16)连接处之间设置有导向套(13)，所述填料盒(2)的外壁通过螺栓和弹垫固定安装在钻井泵机架上，填料盒(2)靠近防护罩方向的开口通过螺栓和弹垫固定连接有压板(11)，所述中间拉杆(16)依次穿过防护罩(12)、填料盒(2)及压板(11)，位于压板(11)与填料盒(2)之间的中间拉杆(16)外壁套设有若干组刮油环(5)，所述刮油环(5)与压板(11)之间设置有若干组密封圈(6)，所述刮油环(5)与填料盒(2)底部之间设置有隔套(1)。

2.根据权利要求1所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述填料盒(2)的外壁与钻井泵机架连接处之间设置有密封垫Ⅰ(7)，所述填料盒(2)与压板(11)连接处这件设置有密封垫Ⅱ(10)。

3.根据权利要求1所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述密封圈(6)两件为一组，两件密封圈(6)成对组装，密封圈(6)被若干个切口均分为若干瓣，每一组中的两件密封圈(6)的切口位置错开。

4.根据权利要求3所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，两件所述密封圈(6)通过圆柱销A(3)组装在一起。

5.根据权利要求3所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，密封圈(6)外壁设有凹槽，所述凹槽内安装有弹簧A(4)。

6.根据权利要求1所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述隔套(1)沿径开有若干个回油孔，所述填料盒(2)上开有若干个回流孔A(8)，所述防护罩(12)上开有若干个回流孔B(9)。

7.根据权利要求1所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述刮油环(5)两件为一组，两件刮油环(5)成对组装，刮油环(5)被若干个切口均分为若干瓣，每一组中的两件刮油环(5)的切口位置错开。

8.根据权利要求7所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，两件所述刮油环(5)通过圆柱销B(18)固定组装在一起。

9.根据权利要求7所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述刮油环(5)的外壁设有凹槽，所述凹槽内安装有弹簧B(17)，内壁设有刮油齿。

10.根据权利要求7所述的所述一种钻井泵游动式中间拉杆密封结构，其特征在于，所述刮油环(5)两侧分别开有若干个回油槽。

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