CN112196489B - 一种压力补偿旋转密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压力补偿旋转密封结构，包括套装在一起的芯轴和筒体，芯轴径向开有的旁通孔与筒体径向设置的注入口对正连通，注入口的内口沿设置有环槽；沿筒体的轴向在环槽两边分别设置有一个主储油槽；沿芯轴的轴向在旁通孔两边分别设置有一个副储油槽，两个副储油槽与两个主储油槽一一对正连通；每个主储油槽沿径向向外安装有一个油嘴；在筒体的内壁与芯轴的外壁交界处开有两个盲槽，每个盲槽包括一段螺纹槽和一段密封沟槽，该两个盲槽位于环槽两边；每个盲槽中从外到内依次安装有堵头、副密封、隔圈、主密封，在每个副储油槽中安装有一个阶梯活塞。本发明的结构，延长了密封寿命，提高了自适应性。

Description

一种压力补偿旋转密封结构
技术领域
本发明属于石油机械设备技术领域，涉及一种压力补偿旋转密封结构。
背景技术
随着钻井技术从浅井、中深井向深井、超深井发展，固井管柱越来越长、工作压力越来越高、操作难度越来越大、作业是安全隐患越来越多。
采用常规旋转密封结构，在高压旋转条件下，散热大，摩擦阻力大，寿命短，难以满足越来越高的现场作业需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种压力补偿旋转密封结构，解决了现有技术在高压旋转条件下，散热大，摩擦阻力大，寿命短，难以满足现场作业需求的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种压力补偿旋转密封结构，包括套装在一起的芯轴和筒体，芯轴径向开有的旁通孔与筒体径向设置的注入口对正连通，注入口的内口沿设置有环槽；沿筒体的轴向在环槽两边分别设置有一个主储油槽；沿芯轴的轴向在旁通孔两边分别设置有一个副储油槽，两个副储油槽与两个主储油槽一一对正连通；
每个主储油槽沿径向向外安装有一个油嘴；
在筒体的内壁与芯轴的外壁交界处开有两个盲槽，每个盲槽包括一段螺纹槽和一段密封沟槽，该两个盲槽位于环槽两边；每个盲槽中从外到内依次安装有堵头、副密封、隔圈、主密封，
在每个副储油槽中安装有一个阶梯活塞。
本发明的压力补偿旋转密封结构，其特征还在于：
所述的堵头安装在螺纹槽中，副密封、隔圈、主密封设置在密封沟槽中，并且隔圈中心的过油孔与主储油槽同轴线，副密封与主密封沿隔圈对称设置。
所述的阶梯活塞的大圆外壁设置有主滑动密封圈，该阶梯活塞的小圆外壁设置有副滑动密封圈。
所述的每个副储油槽中还装有一个挡圈。
所述的筒体上的主储油槽与隔圈组成了主储油腔，芯轴上的副储油槽与隔圈组成了副储油腔，主储油腔和副储油腔通过隔圈中心的过油孔连通。
本发明的有益效果是，1）降低了高压旋转密封两侧的压差值，给密封件提供了润滑，增加了散热，整体表现在延长了密封寿命；2）随着主压力的变化，副压力的也在变化，整体结构觉有自适应性。
附图说明
图1为本发明的实施例结构示意图；
图2为本发明中的密封沟槽示意图；
图3为本发明中的密封结构放大图。
图中，1.芯轴、2.筒体、3.堵头、4.阶梯活塞、5.主密封、6.副密封、7.隔圈、8.中心孔、9.旁通孔、10.副储油槽、11.注入口、12.环槽、13.主储油槽、14.密封沟槽、15.挡圈、16.油嘴、17.主储油腔、18.副储油腔、19.过油孔、20.主压力、21.副压力、22.主滑动密封圈、23.副滑动密封圈。
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。
参照图1、图2、图3，本发明的结构是，包括套装在一起的芯轴1和筒体2，芯轴1径向开有的旁通孔9与筒体2径向设置的注入口11对正连通，注入口11的内口沿设置有环槽12，环槽12与旁通孔9一起承受主压力20；沿筒体2的轴向在环槽12两边分别设置有一个主储油槽13；沿芯轴1的轴向在旁通孔9两边分别设置有一个副储油槽10，两个副储油槽10与两个主储油槽13一一对正连通；
每个主储油槽13沿径向向外安装有一个油嘴16，用于将液压油（未展示）通过油嘴16注入到主储油槽13及副储油槽10中；
在筒体2的内壁与芯轴1的外壁交界处开有两个盲槽，每个盲槽包括一段螺纹槽和一段密封沟槽14，该两个盲槽位于环槽12两边；每个盲槽中从外到内依次安装有堵头3、副密封6、隔圈7、主密封5，其中的堵头3安装在螺纹槽中，副密封6、隔圈7、主密封5设置在密封沟槽14中，并且隔圈7中心的过油孔19与主储油槽13同轴线，副密封6与主密封5沿隔圈7对称设置；
在每个副储油槽10中安装有一个阶梯活塞4，该阶梯活塞4的大圆外壁设置有主滑动密封圈22，该阶梯活塞4的小圆外壁设置有副滑动密封圈23；每个副储油槽10中还装有一个挡圈15，用于限制所属阶梯活塞4的移动，阶梯活塞4在受到压力作用时，可沿副储油槽10的轴心线在有限空间中滑动；
筒体2上的主储油槽13与隔圈7组成了主储油腔17，芯轴1上的副储油槽10与隔圈7组成了副储油腔18，副储油腔18中承受副压力21，主储油腔17和副储油腔18通过隔圈7中心的过油孔19连通；主滑动密封圈22承受副储油腔18中的副压力21，副滑动密封圈23承受中心孔8中的主压力20。
本发明的工作过程是，以图1左侧一组主储油槽13为例说明，
注入口11的流体压力为主压力20，与其相通的筒体2的环槽12、旁通孔9以及芯轴1的中心孔8中的压力也为主压力20。在主压力20作用下，阶梯活塞4沿副储油腔18向外滑动，压缩副储油腔18中的液压油（未展示），液压油从而获得副压力21，此时，副密封6内端面受到副压力21，副密封6外端面压力为大气压力，压差约为副压力21的大小；主密封5的内端面受到副压力21，主密封5的外端面受到主压力20，因主压力20大于副压力21，主密封5受到的压差则为主压力20与副压力21的差值；因主密封5和副密封6的内侧均为液压油（在主储油腔17和副储油腔18中），一方面可以给密封提供润滑，一方面将旋转过程中产生的热量可以由液压油传递给筒体2，提高散热能力；阶梯活塞4实际上给主密封5提供了补偿压力即副压力21，从而降低了主密封5受到的压差，延长了寿命。

Claims (1)

1.一种压力补偿旋转密封结构，其特征在于：包括套装在一起的芯轴(1)和筒体(2)，芯轴(1)径向开有的旁通孔(9)与筒体(2)径向设置的注入口(11)对正连通，注入口(11)的内口沿设置有环槽(12)；沿筒体(2)的轴向在环槽(12)两边分别设置有一个主储油槽(13)；沿芯轴(1)的轴向在旁通孔(9)两边分别设置有一个副储油槽(10)，两个副储油槽(10)与两个主储油槽(13)一一对正连通；每个主储油槽(13)沿径向向外安装有一个油嘴(16)，在每个副储油槽(10)中安装有一个阶梯活塞(4)；
在筒体(2)的内壁与芯轴(1)的外壁交界处开有两个盲槽，每个盲槽包括一段螺纹槽和一段密封沟槽(14)，该两个盲槽位于环槽(12)两边；每个盲槽中从外到内依次安装有堵头(3)、副密封(6)、隔圈(7)、主密封(5)；
所述的堵头(3)安装在螺纹槽中，副密封(6)、隔圈(7)、主密封(5)设置在密封沟槽(14)中，并且隔圈(7)中心的过油孔(19)与主储油槽(13)同轴线，副密封(6)与主密封(5)沿隔圈(7)对称设置；
所述的阶梯活塞(4)的大圆外壁设置有主滑动密封圈(22)，该阶梯活塞(4)的小圆外壁设置有副滑动密封圈(23)；
所述的每个副储油槽(10)中还装有一个挡圈(15)；
所述的筒体(2)上的主储油槽(13)与隔圈(7)组成了主储油腔(17)，芯轴(1)上的副储油槽(10)与隔圈(7)组成了副储油腔(18)，主储油腔(17)和副储油腔(18)通过隔圈(7)中心的过油孔(19)连通。
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