CN113324034B - 一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于钻井设备技术领域，具体涉及一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构。该石油钻井用泥浆泵填料密封结构包括介杆和套接在其外侧的密封函，所述密封函外圆柱面处插接有环形圈，环形圈一侧设置有轴承，轴承内侧设置有转压装置，转压装置远离环形圈的一侧设置有随动装置；本发明通过介杆的移动带动随动装置移动，将转压装置挤压转动，转压装置对密封函挤压，使密封函贴紧介杆，从密封函内部对密封函挤压，由于转压装置与介杆距离更近，即有更快的相应速度，而且在进行压紧时，可以使环形软管内的防冻液向密封函不被直接压紧的部分移动，使环形软管膨胀，对此处的密封函施压，使密封函贴紧介杆，提高了密封效果。

Description

一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构

技术领域

本发明属于钻井设备技术领域，特别涉及一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构。

背景技术

泥浆泵是钻井生产中极其重要且不可缺少的钻井设备，在泥浆泵运转过程中，由于石油钻井用泥浆泵介杆往复运行的频次非常高，磨损、温升都会对填料盒密封结构的设计带来诸多挑战；填料密封是指通过预紧或介质压力的自紧作用使填料与转动件及固定件之间产生压紧力的动密封装置，又称"填料函密封"，结构形式较多，主要由填料、填料箱和填料固定件组成。

介杆在工作过程中往复移动会使密封函发生磨损而松弛，影响密封函密封性能的发挥，因此在使用一段时间后，需要人员进行排查，在使用过程中，会增加人员的精力消耗。

因此，发明一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，包括介杆和套接在其外侧的密封函，密封函外圆柱面处插接有环形圈，环形圈一侧设置有轴承，轴承内侧设置有转压装置，转压装置远离环形圈的一侧设置有随动装置，随动装置的一部分位于密封函内部，密封函内部设置有环形软管，环形软管位于转压装置与介杆之间,环形软管内部设置有防冻液，环形软管在受到转压装置挤压时，其内的防冻液能够向环形软管的侧部移动，使环形软管膨胀压扁，扩大环形软管对密封函的接触面积及施压面积。

在其中一个实施方式中，转压装置包括转动圈，转动圈侧面开设有多个周向均布的斜槽，转动圈内侧铰接有多个周向均布的活动杆，每个活动杆端部固定连接有压紧块，活动杆表面开设有贯通槽，贯通槽内部插接有转动轴，转动轴固定连接在环形圈表面。

在其中一个实施方式中，随动装置包括固定盘，固定盘固定连接在介杆外表面，固定盘靠近环形圈的一面固定连接有多个周向均布的压动板，多个压动板端部分别与多个斜槽的侧壁斜面接触。

在其中一个实施方式中，活动杆为两段，两段之间插接连接，且连接处通过回位弹簧连接，且有贯通槽的一段的端部连接压紧块，此段靠近环形圈的一侧固定连接有一号磁块，一号磁块比贯通槽更靠近回位弹簧，环形圈朝向一号磁块的一侧设置有二号磁块，二号磁块与转动轴的连线的延长线经过介杆的中心线。

在其中一个实施方式中，压动板的端部为一斜切面，斜切面与斜槽的侧壁斜面完全接触，且斜切面的面积比斜槽的侧壁斜面的面积小。

在其中一个实施方式中，与压紧块接触处的密封函表面开设有V型槽，V型槽两侧固定连接有同一个加强板，加强板为拱起设置，加强板罩设V型槽。

在其中一个实施方式中，环形软管内部设置有多个橡胶球，相邻两个橡胶球之间通过橡胶杆连接，橡胶杆中部向介杆处拱起。

在其中一个实施方式中，橡胶球表面靠近介杆的位置处开设有开口槽，开口槽两侧均设置有连接孔，橡胶杆中空设置，连接孔与橡胶杆连通。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过介杆的移动带动随动装置移动，将转压装置挤压转动，转压装置对密封函挤压，使密封函贴紧介杆，从密封函内部对密封函挤压，其挤压位置与介杆距离更近，压紧处的密封函完全挤压变形的时间更短，即有更快的相应速度，同时由于有环形软管的存在，在进行压紧时，可以将环形软管挤压，从而使环形软管内的防冻液向密封函不被直接压紧的部分移动，使环形软管膨胀，对此处的密封函施压，使密封函贴紧介杆，提高了密封效果；

2、本发明通过转动圈带动活动杆转动的过程中，一号磁块与二号磁块相邻的位置处为相斥状态，因此当活动杆在转动圈的带动下转动过程中，一号磁块与二号磁块逐渐靠近，当其到达一定的距离范围后，一号磁块推动二号磁块，使活动杆连接压紧块的一段更快更紧地压紧密封函，提高了密封的效率和效果；

3、本发明通过在挤压块对环形软管进行挤压时，压动作用会将橡胶球向两侧挤压，相邻两个压紧块间的橡胶球相互靠近，使此处的环形软管膨胀，从而对密封函有更好的压紧效果，并且橡胶杆中部初始时就向介杆处拱起，橡胶球相互靠近时，其拱起更严重，进一步提高对密封函的挤压效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中图1的A部放大图；

图3是本发明中转压装置的侧视图；

图4是本发明中图3的B部放大图。

图中：介杆1、密封函2、环形圈3、轴承4、转压装置5、转动圈51、斜槽52、活动杆53、压紧块54、贯通槽55、转动轴56、随动装置6、固定盘61、压动板62、环形软管7、回位弹簧8、一号磁块9、二号磁块10、V型槽11、加强板12、橡胶球13、橡胶杆14、开口槽15、连接孔16。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了如图1-4所示的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其包括介杆1和套接在其外侧的密封函2，所述密封函2外圆柱面处插接有环形圈3，环形圈3一侧设置有轴承4，轴承4内侧设置有转压装置5，转压装置5远离环形圈3的一侧设置有随动装置6，所述随动装置6的一部分位于密封函2内部，密封函2内部设置有环形软管7，环形软管7位于转压装置5与介杆1之间。环形软管7内部设置有防冻液。环形软管7在受到转压装置5挤压时，其内的防冻液能够向环形软管7的侧部移动，使环形软管7膨胀压扁，扩大环形软管7对密封函2的接触面积及施压面积。

介杆1工作时，带动随动装置6移动，驱动转压装置5绕自身中轴线旋转，转压装置5对密封函2进行挤压，使密封函2贴紧介杆1，并且转压装置5从密封函2内部对密封函2挤压，其与介杆1距离更近，压紧处的密封函2完全挤压变形的时间更短，即有更快的响应速度，并且对密封函2进行挤压时，能够挤压到的部位压紧效果好，不能直接压紧的部分，由于有环形软管7的存在，在进行压紧时，在挤压密封函2的过程中，可以将环形软管7挤压，从而使环形软管7内的防冻液向密封函2不被直接压紧的部分移动，使环形软管7膨胀压扁，对此处的密封函2施压，扩大施压面积，使密封函2贴紧介杆1，提高了密封效果。

参照说明书附图1-4，所述转压装置5包括转动圈51，所述转动圈51侧面开设有多个周向均布的斜槽52，转动圈51内侧铰接有多个周向均布的活动杆53，活动杆53端部固定连接有压紧块54，所述活动杆53表面开设有贯通槽55，贯通槽55内部插接有转动轴56，转动轴56固定连接在环形圈3表面。

随动装置6跟随介杆1移动，挤压斜槽52侧壁处，从而使转动圈51绕中心轴转动，转动圈51转动时，带动活动杆53绕着转动轴56转动，活动杆53端部处的压紧块54对密封函2挤压，将密封函2压紧在介杆1表面。

参照说明书附图1-3，所述随动装置6包括固定盘61，固定盘61固定连接在介杆1外表面，固定盘61靠近环形圈3的一面固定连接有多个周向均布的压动板62，多个压动板62端部分别与多个斜槽52的侧壁斜面接触。

介杆1移动时，带动固定盘61移动，固定盘61带动压动板62移动，压动板62正好在转动圈51的斜槽52的侧壁斜面处滑动，驱动转动圈51绕其自身中轴线转动。

参照说明书附图4，所述活动杆53为两段，两段之间插接连接，且连接处通过回位弹簧8连接，且有贯通槽55的一段的端部连接压紧块54，此段靠近环形圈3的一侧固定连接有一号磁块9，一号磁块9比贯通槽55更靠近回位弹簧8，所述环形圈3朝向一号磁块9的一侧设置有二号磁块10，二号磁块10与转动轴56的连线的延长线经过介杆1的中心线。

在转动圈51带动活动杆53转动时，一号磁块9与二号磁块10相邻的位置处为相斥状态，因此当活动杆53在转动圈51的带动下转动时，一号磁块9与二号磁块10逐渐靠近，当其到达一定的距离范围后，一号磁块9推动二号磁块10，使活动杆53连接压紧块54的一段更快更紧地压紧密封函2，提高了密封的效率和效果。

参照说明书附图3，所述压动板62的端部为一斜切面，斜切面与斜槽52的侧壁斜面完全接触，且比斜槽52的侧壁斜面的面积小。

压动板62端部在斜槽52的侧壁斜面处压动，推动转动圈51转动时，压动板62与斜槽52的侧壁斜面完全接触，且其端部比斜槽52的侧壁斜面的面积小，能够使其端部在斜槽52的侧壁斜面上进行较长距离的滑动。

参照说明书附图3及图4，与压紧块54接触处的所述密封函2表面开设有V型槽11，V型槽11两侧固定连接有同一个加强板12，加强板12为拱起设置，加强板12罩设V型槽11。

活动杆53转动时，会拨动其端部的密封函2压在介杆1上，而逐渐远离的密封函2处会被拉动变形，通过V型槽11的设置，方便其变形，并且加强板12使V型槽11处不易被拉断，提高了使用寿命。

参照说明书附图3、图4，所述环形软管7内部设置有多个橡胶球13，相邻两个橡胶球13之间通过橡胶杆14连接，橡胶杆14中部向介杆1处拱起。

压紧块54对环形软管7进行挤压时，会将橡胶球13向两侧挤压，相邻两个压紧块54间的橡胶球13翘起，使此处的环形软管7膨胀，从而对密封函2有更好的压紧效果，并且橡胶杆14中部初始时就向介杆1处拱起，进一步提高对密封函2的挤压效果。

参照说明书附图4，所述橡胶球13表面靠近介杆1的位置处开设有开口槽15，开口槽15两侧均设置有连接孔16，橡胶杆14中空设置，连接孔16与橡胶杆14连通。

橡胶球13挤压橡胶杆14，橡胶杆14也挤压橡胶球13，使橡胶球13处的开口处逐渐闭合，闭合的过程中，由于开口槽15位于橡胶球13表面靠近介杆1的位置处，因此闭合处会挤压到密封函2，同时防冻液从连接孔16进入到橡胶杆14后，正好被封堵在橡胶杆14内，保证橡胶杆14对密封函2的挤压强度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，包括介杆（1）和套接在其外侧的密封函（2），其特征在于：密封函（2）外圆柱面处插接有环形圈（3），环形圈（3）一侧设置有轴承（4），轴承（4）内侧设置有转压装置（5），转压装置（5）远离环形圈（3）的一侧设置有随动装置（6），随动装置（6）的一部分位于密封函（2）内部，密封函（2）内部设置有环形软管（7），环形软管（7）位于转压装置（5）与介杆（1）之间,环形软管（7）内部设置有防冻液，环形软管（7）在受到转压装置（5）挤压时，其内的防冻液能够向环形软管（7）的侧部移动，使环形软管（7）膨胀压扁，扩大环形软管（7）对密封函（2）的接触面积及施压面积，转压装置（5）包括转动圈（51），转动圈（51）侧面开设有多个周向均布的斜槽（52），转动圈（51）内侧铰接有多个周向均布的活动杆（53），每个活动杆（53）端部固定连接有压紧块（54），活动杆（53）表面开设有贯通槽（55），贯通槽（55）内部插接有转动轴（56），转动轴（56）固定连接在环形圈（3）表面,随动装置（6）跟随介杆（1）移动，挤压斜槽（52）侧壁处，从而使转动圈（51）绕中心轴转动，转动圈（51）转动时，带动活动杆（53）绕着转动轴（56）转动，活动杆（53）端部处的压紧块（54）对密封函（2）挤压，将密封函（2）压紧在介杆（1）表面。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：随动装置（6）包括固定盘（61），固定盘（61）固定连接在介杆（1）外表面，固定盘（61）靠近环形圈（3）的一面固定连接有多个周向均布的压动板（62），多个压动板（62）端部分别与多个斜槽（52）的侧壁斜面接触。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：活动杆（53）为两段，两段之间插接连接，且连接处通过回位弹簧（8）连接，且有贯通槽（55）的一段的端部连接压紧块（54），此段靠近环形圈（3）的一侧固定连接有一号磁块（9），一号磁块（9）比贯通槽（55）更靠近回位弹簧（8），环形圈（3）朝向一号磁块（9）的一侧设置有二号磁块（10），二号磁块（10）与转动轴（56）的连线的延长线经过介杆（1）的中心线。

4.根据权利要求2所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：压动板（62）的端部为一斜切面，斜切面与斜槽（52）的侧壁斜面完全接触，且斜切面的面积比斜槽（52）的侧壁斜面的面积小。

5.根据权利要求1所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：与压紧块（54）接触处的密封函（2）表面开设有V型槽（11），V型槽（11）两侧固定连接有同一个加强板（12），加强板（12）为拱起设置，加强板（12）罩设V型槽（11）。

6.根据权利要求1所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：环形软管（7）内部设置有多个橡胶球（13），相邻两个橡胶球（13）之间通过橡胶杆（14）连接，橡胶杆（14）中部向介杆（1）处拱起。

7.根据权利要求6所述的一种石油钻井用泥浆泵填料密封结构，其特征在于：橡胶球（13）表面靠近介杆（1）的位置处开设有开口槽（15），开口槽（15）两侧均设置有连接孔（16），橡胶杆（14）中空设置，连接孔（16）与橡胶杆（14）连通。

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