CN110566151A - 孔口钻杆浮动密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种孔口钻杆浮动密封装置，它包括一次密封机构(1)、中间连接法兰(2)、二次密封机构(3)和转动部件(4)；中间连接法兰(2)为工字型管体，中间连接法兰(2)的上法兰盘固定一次密封机构(1)，中间连接法兰(2)的下法兰盘固定二次密封机构(3)，二次密封机构(3)下底面固定连接转动部件(4)。本发明能够随钻杆直径变化自动调节密封尺寸，并能通过设置的两个密封机构实现对异径接头的密封，结构简单，使用方便可靠，避免了钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。

Description

孔口钻杆浮动密封装置
技术领域
本发明属于钻进技术领域，具体涉及一种钻杆密封装置，应用于钻孔施工中实施钻孔密封，防止钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。
背景技术
在钻孔施工中，由于钻杆接手处外径比钻杆外径大，且接手处一般设置有便于安装垫叉的方形切口，目前尚无有效方法实现孔口装置与钻杆之间的有效密封，钻孔流体从孔口装置与钻杆之间的缝隙泄露破坏施工现场环境，又不利于钻孔冲洗介质收集，造成浪费。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种孔口钻杆浮动密封装置，它在钻进过程中能够有效对孔口装置与钻杆之间实施密封，且不影响正常钻孔作业。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括一次密封机构、中间连接法兰、二次密封机构和转动部件，中间连接法兰为工字型管体，中间连接法兰的上法兰盘固定一次密封机构，中间连接法兰的下法兰盘固定二次密封机构，二次密封机构下底面固定连接转动部件。
本发明的安装使用方法为：将本发明转动部件4下部的螺纹连接在孔口装置上，钻杆穿过本发明的中心通道插入钻孔内；两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。
本发明的技术效果是：通过两个密封机构实现对异径接头的密封，能完成正常钻孔作业，且具有结构简单，使用方便可靠的优点。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为发明的结构示意图；
图2为一次密封机构的结构示意图；
图3为第一密封块座的结构示意图。
图中：
一次密封机构1：盖板11，第一弹簧座12，第一密封块座13，第一弹簧组14，第一浮动密封块组15，第二弹簧组16，第二浮动密封块组17；
中间连接法兰2；
二次密封机构3：第二弹簧座31，第二密封块座32，第三弹簧组33，第三浮动密封块组34，第四弹簧组35，第四浮动密封块组36；
转动部件4：单动法兰41，轴承密封端盖42，上部防尘密封43，轴承44，连接接头45，下防尘密封46。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本专利申请中，为了清楚描述各部件位置关系，使用了“上”、“下”、等方位词，这些方位词是针对以上附图的布设位置来称谓的，在本发明的实际安装位置发生改变，其方位的称谓随之改变，不能视为对专利保护范围的限制。
如图1所示，本发明包括一次密封机构1、中间连接法兰2、二次密封机构3和转动部件4；中间连接法兰2为工字型管体，中间连接法兰2的上法兰盘固定一次密封机构1，中间连接法兰2的下法兰盘固定二次密封机构3，二次密封机构3下底面固定连接转动部件4。
本发明的安装使用方法为：将转动部件4下部的螺纹连接在孔口装置上，钻杆穿过本发明的中心通道插入钻孔内；两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。
如图2所示，所述一次密封机构1包括第一弹簧座12、第一密封块座13、第一弹簧组14、第一浮动密封块组15、第二弹簧组16和第二浮动密封块组17；所述第一弹簧座12为圆环基座，在第一弹簧座12内放置第一密封块座13；如图3所示，第一密封块座13的上、下部分别开有沿周向均布的导槽，上导槽与下导槽交错布设；第一浮动密封块组15置于第一密封块座13的上导槽中，第一弹簧组14的弹簧一端伸入第一弹簧座12内孔中、另一端压紧第一浮动密封块的外端；第二浮动密封块组17置于第一密封块座13的下导槽中，第二弹簧组16的弹簧一端伸入第一弹簧座12内孔中、另一端压紧第二浮动密封块的外端；第一密封块座13顶面用螺纹固定盖板11，第一密封块座13底面和第一弹簧座12用螺纹固定在中间法兰6的上法兰盘上。
本实施例中，如图2所示，第一密封块座13的上、下部沿周向均布各开有6个导槽，第一浮动密封块组15、第二浮动密封块组17分别由6个密封块组成，对应地，第一弹簧组14、第二弹簧组16各由6个弹簧组成。交错布设的上导槽与下导槽确定了第一浮动密封块组15与第二浮动密封块组17沿钻杆圆周实施交错密封，避免留有间隙，使密封严密；还能够随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组15、17的密封尺寸。
所述二次密封机构3包括第二弹簧座31、第二密封块座32、第三弹簧组33、第三浮动密封块组34、第四弹簧组35和第四浮动密封块组36；这些部件的结构和组成与一次密封机构1相同；第二密封块座32顶面用螺纹固定在中间法兰6的下法兰盘上，第一密封块座32底面和第二弹簧座31用螺纹固定在转动部件4的单动法兰41的法兰盘上。
如图1所示，所述转动部件4包括单动法兰41、轴承密封端盖42、上部防尘密封43、轴承44、连接接头45和下防尘密封46；单动法兰41为T型管体，单动法兰顶面为法兰盘，单动法兰41法兰盘下方的管体上依次装有轴承密封端盖42和轴承44，轴承密封端盖42与单动法兰41的管体之间设有上部防尘密封43；连接接头45为台阶型管筒，轴承44外壁嵌入连接接头45上部的大口径管筒内，连接接头45中部小口径管筒内壁与单动法兰41管体外壁之间设有下部防尘密封46，连接接头45下部外壁上设有连接孔口装置的螺纹。
上部防尘密封43和下部防尘密封46为轴承44实施防尘密封。在钻杆被一次密封机构1和二次密封机构3的浮动密封块组夹持后，钻杆转动带动本发明跟随转动，转动部件4的连接接头45用于连接孔口装置，实现固定装置与转动部件的联结。
本发明的工作原理：
一次密封机构1的第一浮动密封块组15在第一弹簧组14的作用下抱紧钻杆，第二浮动密封块组17在第二弹簧组16的作用下抱紧钻杆，实现对钻杆与孔口装置的一次密封，并能通过第一弹簧组14和第二弹簧组16随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组15、17的密封尺寸。
二次密封机构3的第三浮动密封块组34在第三弹簧组33的作用下抱紧钻杆，第四浮动密封块组36在第四弹簧组35的作用下抱紧钻杆，实现对钻杆与孔口装置的二次密封，并能通过第三弹簧组33和第四弹簧组35随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组34、36的密封尺寸。
在钻进时，钻杆在一次密封机构1和二次密封机构3的中心轴自由运动，本发明在密封抱紧力的作用下随钻杆同步旋转，并通过设置在单动法兰41上的轴承实现单动旋转，即密封机构随钻杆旋转，由于密封机构与孔口装置采用的是轴承连接，孔口装置不会钻杆其产生旋转运动。两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。本发明能够随钻杆直径变化自动调节密封尺寸，并能通过设置的两个密封机构实现对异径接头的密封，结构简单，使用方便可靠，避免了钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。

Claims (4)

1.孔口钻杆浮动密封装置，其特征是：包括一次密封机构(1)、中间连接法兰(2)、二次密封机构(3)和转动部件(4)；中间连接法兰(2)为工字型管体，中间连接法兰(2)的上法兰盘固定一次密封机构(1)，中间连接法兰(2)的下法兰盘固定二次密封机构(3)，二次密封机构(3)下底面固定连接转动部件(4)。
2.根据权利要求1所述的孔口钻杆浮动密封装置，其特征是：所述一次密封机构(1)包括第一弹簧座(12)、第一密封块座(13)、第一弹簧组(14)、第一浮动密封块组(15)、第二弹簧组(16)和第二浮动密封块组(17)；所述第一弹簧座(12)为圆环基座，在第一弹簧座(12)内放置第一密封块座(13)；第一密封块座(13)的上、下部分别开有沿周向均布的导槽，上导槽与下导槽交错布设；第一浮动密封块组(15)置于第一密封块座(13)的上导槽中，第一弹簧组(14)的弹簧一端伸入第一弹簧座(12)内孔中、另一端压紧第一浮动密封块的外端；第二浮动密封块组(17)置于第一密封块座(13)的下导槽中，第二弹簧组(16)的弹簧一端伸入第一弹簧座(12)内孔中、另一端压紧第二浮动密封块的外端；第一密封块座(12)顶面用螺纹固定盖板(11)，第一密封块座(13)底面和第一弹簧座(12)用螺纹固定在中间法兰(6)的上法兰盘上。
3.根据权利要求2所述的孔口钻杆浮动密封装置，其特征是：所述第一密封块座(13)的上、下部沿周向均布各开有6个导槽，第一浮动密封块组(15)、第二浮动密封块组(17)分别由6个密封块组成，第一弹簧组(14)、第二弹簧组(16)各由6个弹簧组成。
4.根据权利要求3所述的孔口钻杆浮动密封装置，其特征是：所述转动部件(4)包括单动法兰(41)、轴承密封端盖(42)、上部防尘密封(43)、轴承(44)、连接接头(45)和下防尘密封(46)；单动法兰(41)为T型管体，单动法兰顶面为法兰盘，单动法兰(41)法兰盘下方的管体上依次装有轴承密封端盖(42)和轴承(44)，轴承密封端盖(42)与单动法兰(41)的管体之间设有上部防尘密封(43)；连接接头(45)为台阶型管筒，轴承(44)外壁嵌入连接接头(45)上部的大口径管筒内，连接接头(45)中部小口径管筒内壁与单动法兰(41)管体外壁之间设有下部防尘密封(46)，连接接头(45)下部外壁上设有连接孔口装置的螺纹。
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