CN113062982A - 一种一级减压旋转动密封装置 - Google Patents

一种一级减压旋转动密封装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113062982A
CN113062982A CN202110477196.3A CN202110477196A CN113062982A CN 113062982 A CN113062982 A CN 113062982A CN 202110477196 A CN202110477196 A CN 202110477196A CN 113062982 A CN113062982 A CN 113062982A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ring
medium side
side static
static ring
shaft sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110477196.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张泽天
谢和平
张茹
陈领
高明忠
李佳南
黄伟
李怡航
张志龙
杨阳
任利
唐金龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN202110477196.3A priority Critical patent/CN113062982A/zh
Publication of CN113062982A publication Critical patent/CN113062982A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一级减压旋转动密封装置，包括钻杆舱和设置于钻杆舱内的取芯钻加长轴；取芯钻加长轴上套设轴套，轴套底部设置介质侧动环，位于介质侧动环上方的轴套上设置介质侧静环座、大气侧静环座和大气侧动环；介质侧静环座上设置介质侧静环，大气侧静环座上设置大气侧静环；介质侧静环和介质侧静环之间套设第一密封圈。本发明可适用于液压往复及低速旋转运动密封，尤其适合于泥浆、原油等含有颗粒状介质的恶劣工况中，可实现高温环境下，100MPa的旋转动密封。

Description

一种一级减压旋转动密封装置
技术领域
本发明属于密封装置的技术领域，具体涉及一种一级减压旋转动密封装置。
背景技术
与欧美国家资源普遍埋深小于2000m不同，我国70％以上的资源埋深超过2000m且浅部资源已经枯竭，并以每年超过10m的速度向深部延伸。油气资源开采深度已经达到8418m，我国石油对外依存度高达67％(2017年)，已远超国际公认的能源安全警戒线(50％)。
向地球深部进军，需要从3个层次逐步开展研究(深地钻探、深地工程科学规律、深地资源开发利用)，其中最关键的是深部工程科学规律研究。当前研究探索都是用“普通岩芯”，而深地原位环境非常复杂。深钻获取的“普通岩芯”释放了压力、温度、孔隙水等成分，已严重失真，导致测得的相关岩层物理力学参数与地球深部赋存环境无关。因此，需要探索不同深度真实环境下岩石物理力学差异性规律和实现深部资源储量的准确评估。
在现场科学钻探前，需要事先在室内开展实验模拟以有效验证设备的可行性和和进行相关参数的校准，且试验模拟装置的密封效果尤为重要，密封性能是保证保真取芯器在极端高温高压环境下持续安全有效工作运行的重要保障。在驱动取芯器旋转运行过程中，为保持高温高压舱体密闭，防止内部流体泄漏，必须采用动密封结构和技术，然而现有密封构件无法满足高温高压工作条件。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种一级减压旋转动密封装置，以解决现有密封构件无法满足高温高压工作条件的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种一级减压旋转动密封装置，其包括钻杆舱和设置于钻杆舱内的取芯钻加长轴；取芯钻加长轴上套设轴套，轴套底部设置介质侧动环，位于介质侧动环上方的轴套上设置介质侧静环座、大气侧静环座和大气侧动环；介质侧静环座上设置介质侧静环，大气侧静环座上设置大气侧静环；介质侧静环和介质侧静环之间套设第一密封圈。
进一步地，大气侧静环座的两侧分别开设溢流阀接口和密封接口。
进一步地，大气侧静环座的上方依次设置大气侧静环和大气侧动环。
进一步地，大气侧动环上方的轴套上安装上端密封盖。
进一步地，上端密封盖的下方依次设置倒流套和后压盖。
进一步地，介质侧静环座和钻杆舱内壁之间设置前压盖。
进一步地，大气侧动环内设有套设于轴套上的第二密封圈。
进一步地，介质侧动环设置于轴套底部，且位于取芯钻加长轴和钻杆舱之间，介质侧动环内开设卡槽，远离轴套一端的卡槽内开设第一台阶和位于第一台阶上的第二台阶以及第二台阶上方的第三台阶；第一台阶的中部设置环形的支撑件。
进一步地，第一密封圈从上至下包括第一圈体、第二圈体和第三圈体；第一圈体位于第一台阶和支撑件上方，第二圈体位于第二台阶上方，第三圈体位于第三台阶上方并与介质侧静环接触连接；第一圈体和第一台阶之间存在间隙，第二圈体和第二台阶之间存在间隙。
进一步地，第一圈体的内圆直径为100mm；第二圈体的外圆直径为123mm；第三圈体的内圆直径为115mm，且第三圈体的高度为2.5mm，厚度为4.5mm。
本发明提供的一级减压旋转动密封装置，具有以下有益效果：
本发明可适用于液压往复及低速旋转运动密封，尤其适合于泥浆、原油等含有颗粒状介质的恶劣工况中，可实现高温环境下，100MPa的旋转动密封。
附图说明
图1为一级减压旋转动密封装置的结构图。
图2为一级减压旋转动密封装置的轴套结构图。
图3为一级减压旋转动密封装置的第一密封圈的结构图。
其中，101、取芯钻加长轴；102、上端密封盖；103、倒流套；104、后压盖；105、密封接口；106、前压盖；107、轴套；108、大气侧动环；109、大气侧静环；110、大气侧静环座；111、溢流阀接口；112、介质侧静环座；113、介质侧静环；114、介质侧动环；10、钻杆舱；107、轴套；114、介质侧动环；115、卡槽；116、第二台阶；117；第一台阶；118、支撑件；119、第一密封圈；120、第一圈体；121、第二圈体；122、第三圈体。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1-图3，本方案的一级减压旋转动密封装置，包括钻杆舱10和设置于钻杆舱10内的取芯钻加长轴101。
取芯钻加长轴101上套设轴套107，介质侧动环114设置于轴套107底部，且位于取芯钻加长轴101和钻杆舱10之间。
介质侧动环114内开设卡槽115，远离轴套107一端的卡槽115内开设第一台阶117和位于第一台阶117上的第二台阶116以及第二台阶116上方的第三台阶；第一台阶117的中部设置环形的支撑件118。
位于介质侧动环114上方的轴套107上设置介质侧静环座112、大气侧静环座110和大气侧动环108。
介质侧静环座112上设置介质侧静环113，大气侧静环座110上设置大气侧静环109。介质侧静环113和介质侧静环113之间套设第一密封圈119。
大气侧静环座110的两侧分别开设溢流阀接口111和密封接口105，溢流阀接口111用于与溢流阀连接，密封接口105用于连接下一级密封。
第一密封圈119从上至下包括第一圈体120、第二圈体121和第三圈体122；第一圈体120位于第一台阶117和支撑件118上方，第二圈体121位于第二台阶116上方，第三圈体122位于第三台阶上方并与介质侧静环113接触连接；第一圈体120和第一台阶117之间存在间隙，第二圈体121和第二台阶116之间存在间隙，间隙可以尽量避免加压导致的接触部位直接变形。
第一圈体120、第二圈体121和第三圈体122的设置，配合第一圈体120和第一台阶117之间存在间隙，第二圈体121和第二台阶116之间存在的间隙，可在很高的脉动压力作用下保持其形状不变。整体密封级别达到100MPa，径向密封量不受容器变形影响，容器可内含液压油、气、水、乳化液等多种介质，容器温度范围为-50～+250℃。
第一圈体120的内圆直径为100mm；第二圈体121的外圆直径为123mm；第三圈体122的内圆直径为115mm，且第三圈体122的高度为2.5mm，厚度为4.5mm，第一圈体120、第二圈体121和第三圈体122直径的不同实现了在结构上的变径。
大气侧静环座110的上方依次设置大气侧静环109和大气侧动环108。
大气侧动环108上方的轴套107上安装上端密封盖102，上端密封盖102的下方依次设置倒流套103和后压盖104。
介质侧静环座112和钻杆舱10内壁之间设置前压盖106，大气侧动环108内设有套设于轴套107上的第二密封圈。
本发明轴套107静止，取芯钻加长轴101相对轴套107转动，一方面，介质侧动环114安装于取芯钻加长轴101的外，依靠其自身弹力使其外圆柱面紧贴轴套107的内圆柱面，从而起到密封的作用
介质侧静环座112受工作压力作用，使其与钻杆舱10壁贴紧，形成第一道密封面，称之为主密封面；工作介质作用于介质侧动环114内，使介质侧动环114向着径向外侧涨开，压紧在轴套107的外圆柱面上，形成第二道密封面，称之为辅助密封面。
在高速、高温、高压工况下，介质侧动环114摩擦副之间发生相对运动，端面刻有圆弧槽的介质侧动环114在流体中运动时，可产生逆流泵送效应。该效应可使工作介质产生压力，起到承受外来载荷、避免摩擦副相互接触，从而减少摩擦、延长摩擦副使用寿命的作用，即流体动密封润滑机理。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种一级减压旋转动密封装置，其特征在于：包括钻杆舱和设置于钻杆舱内的取芯钻加长轴；所述取芯钻加长轴上套设轴套，轴套底部设置介质侧动环，位于介质侧动环上方的轴套上设置介质侧静环座、大气侧静环座和大气侧动环；所述介质侧静环座上设置介质侧静环，大气侧静环座上设置大气侧静环；所述介质侧静环和介质侧静环之间套设第一密封圈。
2.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述大气侧静环座的两侧分别开设溢流阀接口和密封接口。
3.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述大气侧静环座的上方依次设置大气侧静环和大气侧动环。
4.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述大气侧动环上方的轴套上安装上端密封盖。
5.根据权利要求4所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述上端密封盖的下方依次设置倒流套和后压盖。
6.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述介质侧静环座和钻杆舱内壁之间设置前压盖。
7.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述大气侧动环内设有套设于轴套上的第二密封圈。
8.根据权利要求1所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述介质侧动环设置于轴套底部，且位于取芯钻加长轴和钻杆舱之间，介质侧动环内开设卡槽，远离轴套一端的卡槽内开设第一台阶和位于第一台阶上的第二台阶以及第二台阶上方的第三台阶；所述第一台阶的中部设置环形的支撑件。
9.根据权利要求8所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述第一密封圈从上至下包括第一圈体、第二圈体和第三圈体；所述第一圈体位于第一台阶和支撑件上方，第二圈体位于第二台阶上方，第三圈体位于第三台阶上方并与介质侧静环接触连接；所述第一圈体和第一台阶之间存在间隙，第二圈体和第二台阶之间存在间隙。
10.根据权利要求9所述的一级减压旋转动密封装置，其特征在于：所述第一圈体的内圆直径为100mm；第二圈体的外圆直径为123mm；第三圈体的内圆直径为115mm，且第三圈体的高度为2.5mm，厚度为4.5mm。
CN202110477196.3A 2021-04-29 2021-04-29 一种一级减压旋转动密封装置 Pending CN113062982A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110477196.3A CN113062982A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种一级减压旋转动密封装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110477196.3A CN113062982A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种一级减压旋转动密封装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113062982A true CN113062982A (zh) 2021-07-02

Family

ID=76567876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110477196.3A Pending CN113062982A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一种一级减压旋转动密封装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113062982A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5697913A (en) * 1996-08-09 1997-12-16 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Trocar including cannula with stepped region
ES1037344U (es) * 1997-05-22 1998-02-16 Grau Ciruelos Juan Disposicion de boquilla desechable de plastico para enjugador bucal.
CN203743436U (zh) * 2014-03-14 2014-07-30 成都一通密封有限公司 大轴径盐浆泵用机械密封装置
CN107869590A (zh) * 2017-10-25 2018-04-03 浙江嘉研密封科技有限公司 一种带有双台阶的密封环
CN108730225A (zh) * 2018-06-02 2018-11-02 芜湖市中天密封件有限公司 一种改进型非接触化工泵密封件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5697913A (en) * 1996-08-09 1997-12-16 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Trocar including cannula with stepped region
ES1037344U (es) * 1997-05-22 1998-02-16 Grau Ciruelos Juan Disposicion de boquilla desechable de plastico para enjugador bucal.
CN203743436U (zh) * 2014-03-14 2014-07-30 成都一通密封有限公司 大轴径盐浆泵用机械密封装置
CN107869590A (zh) * 2017-10-25 2018-04-03 浙江嘉研密封科技有限公司 一种带有双台阶的密封环
CN108730225A (zh) * 2018-06-02 2018-11-02 芜湖市中天密封件有限公司 一种改进型非接触化工泵密封件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105114353B (zh) 一种氢氧发动机涡轮泵用瑞利槽式浮动环密封装置
CN202402644U (zh) 一种浮动环密封装置
RU2011117109A (ru) Шарошечное долото для бурения твердых пород, имеющее механическое уплотнение с отличными тепловыми характеристиками
CN105221074B (zh) 一种钻井用减摩降阻工具
CN102661123A (zh) 一种耐高温的牙轮钻头浮动密封装置
CN113062982A (zh) 一种一级减压旋转动密封装置
CN202946020U (zh) 单金属密封系统和浮动轴承系统结合的牙轮钻头轴承总成
CN203879792U (zh) 自循环降压机械密封结构
CN206917613U (zh) 一种便携式钻机钻杆扶正装置
CN113062983A (zh) 一种二级减压旋转动密封装置
CN205001248U (zh) 一种氢氧发动机涡轮泵用瑞利槽式浮动环密封装置
CN202418574U (zh) 一种反应釜用机械密封结构
CN103835734A (zh) 单体液压支柱大流量水压三用阀
CN203452668U (zh) 一种轴向高压重载旋转接头
CN205743715U (zh) 新型牙轮钻头轴承密封圈及其牙轮钻头
CN206495837U (zh) 一种双活塞压缩油缸
CN201687943U (zh) 反向动压槽润滑机械密封端面
CN105239932A (zh) 一种压动式减震稳定器
CN205044842U (zh) 具有散热性和密封性好的支重轮
CN204081990U (zh) 一种低摩阻可变径液力推力器
CN208502682U (zh) 一种轴承式减摩降阻接头
CN209653972U (zh) 一种能实现密封非密封转换的牙轮钻头
CN104420839A (zh) 一种轴向高压重载旋转接头
CN206801847U (zh) 一种可以提高核潜艇舵装置伺服变量泵密封性能的活塞
CN201152146Y (zh) 浮动轴瓦式牙轮钻头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210702

RJ01 Rejection of invention patent application after publication