CN114046243A - 一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，包括柱塞，所述柱塞上套设有用于密封的填料箱，所述填料箱的末端与柱塞之间设置有用于密封的多层压紧密封机构。在定向钻井泥浆泵工作的时候，柱塞表面粘带的泥沙颗粒会被压紧密封机构阻挡，在水平定向钻井泥浆泵工作的同时，有润滑油进入过油环在柱塞表面形成一道薄层油膜，它不但减小了柱塞与各密封机构之间的摩擦力，还填充了柱塞与各密封机构之间的细微间隙，达到润滑和密封的效果，并且使得水平定向钻井泥浆泵在恶劣的地质钻探作业过程中性能优良，大大延长了密封的使用寿命，减少了停工维修的次数，极大地降低了工人的劳动强度，加快了钻探工程的进度，且功率消耗较少。
Description
技术领域
本发明涉及钻井装置技术领域，尤其涉及一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置。
背景技术
非开挖技术被广泛应用于给水、排水、电力、通信、燃气等领域的新管道建设和旧管道修复。非开挖技术在国外已广泛使用，在国内使用起步较晚，但也在逐渐普及，目前我国由徐工集团研制的大吨位水平定向钻机已广泛的应用于中俄天然气管道项目中，由于施工地质复杂，钻井泥浆中含沙量大，与之相配套的水平定向钻井泥浆泵由于柱塞密封防沙技术不过关，柱塞及其密封件使用寿命极短，造成工程经常性停工更换泥浆泵柱塞及其密封件，这在水平定向钻井拖管工艺中非常危险，轻则造成拖管困难，加大施工难度，延长整个工程施工时间，重则导致整个井洞坍塌，几千米钻杆无法取出，整个工程功亏一篑，造成的经济损失无法估量。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，有效地阻隔水平定向钻井泥浆中的沙粒粘带在钻井泥浆泵的柱塞表面，跟随柱塞运动进入到柱塞密封中去，磨蚀破坏柱塞及其密封，保证水平定向钻井泥浆泵长期、安全、有效地运行，从而保证整个钻井工程安全、高效的如期完成。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，包括柱塞，所述柱塞上套设有用于密封的填料箱，所述填料箱的末端与柱塞之间设置有用于密封的多层压紧密封机构。
所述填料箱开设有安装槽，所述多层压紧密封机构均压紧安装于安装槽内。
所述多层压紧密封机构包括：依次排列的防沙环、导向套、隔环以及过油环，所述防沙环与填料箱的端面相接触，所述油环外安装有压紧环。
所述压紧环内安装有防尘环。
所述防沙环与导向套之间装有第一密封环。
所述导向套与隔环之间装有第二密封环。
所述隔环与过油环之间装有第三密封环。
所述压紧环为碳钢制成；所述隔环为晴夹布橡胶制成；向套是由铸铝青铜制成。
所述过油环的端面安装有第一O型圈。
所述填料箱的端面安装有第二O型圈。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，在定向钻井泥浆泵工作的时候，柱塞表面粘带的泥沙颗粒会被压紧密封机构阻挡，在水平定向钻井泥浆泵工作的同时，有润滑油进入过油环在柱塞表面形成一道薄层油膜，它不但减小了柱塞与各密封机构之间的摩擦力，还填充了柱塞与各密封机构之间的细微间隙，达到润滑和密封的效果，并且使得水平定向钻井泥浆泵在恶劣的地质钻探作业过程中性能优良，大大延长了密封的使用寿命，减少了停工维修的次数，极大地降低了工人的劳动强度，加快了钻探工程的进度，且功率消耗较少。
进一步的，本发明的多层压紧密封机构首先会被第一道防沙环阻挡，若防沙环磨损失效，则柱塞表面粘带的泥沙颗粒会被第二道密封环阻挡，直至第七道密封环磨损失效，此柱塞防沙密封装置才算失效，需要进行更换降低了更换频率，提高工作效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置结构示意图。
图中，1—柱塞；2—防尘环；3—压紧环；4—第一O型圈；5—过油环；6—密封环；7—隔环；8—导向套；9—防沙环；10—填料箱；11—第二O型圈—；12—第一密封环；13—第二密封环。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，包括柱塞1，所述柱塞1上套设有用于密封的填料箱10，所述填料箱10的末端与柱塞1之间设置有用于密封的多层压紧密封机构。其中，所述填料箱10开设有安装槽，所述多层压紧密封机构均压紧安装于安装槽内。
具体的，所述多层压紧密封机构包括：依次排列的防沙环9、导向套8、隔环7以及过油环5，所述防沙环9与填料箱10的端面相接触，所述油环5外安装有压紧环3。
优选地，所述压紧环3内安装有防尘环2。所述压紧环3为碳钢材料的压紧环，且压紧环内须安装有聚氨酯材料的防尘环2。
优选地，所述防沙环9与导向套8之间装有第一密封环12。所述的防沙环9是由聚氨酯材料构成的，且防沙环9必须作为第一道密封安装在柱塞防沙密封装置填料箱10的最前端。所述的导向套8是由铸铝青铜材料构成的，且安装在两道聚氨酯材料的密封环13之后。
优选地，所述导向套8与隔环7之间装有第二密封环13。所述的隔环7是由丁晴夹布橡胶材料构成的，且安装在两道聚氨酯材料的第二密封环13之后。
优选地，所述隔环7与过油环5之间装有第三密封环6。在隔环7之后必须再安装一道聚氨酯材料的第三密封环6，然后再依次安装铸铝青铜材料的过油环5和碳钢材料的压紧环3，且压紧环3内须安装有聚氨酯材料的防尘环2。
进一步的，所述过油环5的端面安装有第一O型圈4，所述填料箱10的端面安装有第二O型圈11。第一O型圈4材料为橡胶I-4，安装在过油环外圆上，第二O型圈11材料为橡胶I-4，安装在填料箱10的端面上。
本发明的工作过程和原理为：
在定向钻井泥浆泵工作的时候，有润滑油进入过油环5，在柱塞1表面形成一道薄层油膜，它不但减小了柱塞1与各密封环之间的摩擦力，还填充了柱塞1与各密封环之间的细微间隙，达到润滑和密封的效果。
本发明提供的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，能大大的提高钻井泥浆泵柱塞防沙密封效果，进而提高柱塞和各密封件的使用寿命，使水平定向钻井工程极大地降低了停工检修设备的频率，使各个施工阶段的钻井工艺能够顺利进行，保证整个钻井工程能够高质量的如期完成，在一定程度上大大改善了非开挖技术施工的生态环境，保护了建筑、农田、河流等生态环境，符合绿色环保的发展理念。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，包括柱塞(1)，所述柱塞(1)上套设有用于密封的填料箱(10)，所述填料箱(10)的末端与柱塞(1)之间设置有用于密封的多层压紧密封机构。
2.根据权利要求1所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述填料箱(10)开设有安装槽，所述多层压紧密封机构均压紧安装于安装槽内。
3.根据权利要求1或2所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述多层压紧密封机构包括：依次排列的防沙环(9)、导向套(8)、隔环(7)以及过油环(5)，所述防沙环(9)与填料箱(10)的端面相接触，所述油环(5)外安装有压紧环(3)。
4.根据权利要求3所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述压紧环(3)内安装有防尘环(2)。
5.根据权利要求3所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述防沙环(9)与导向套(8)之间装有第一密封环(12)。
6.根据权利要求5所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述导向套(8)与隔环(7)之间装有第二密封环(13)。
7.根据权利要求3所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述隔环(7)与过油环(5)之间装有第三密封环(6)。
8.根据权利要求3所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述压紧环(3)为碳钢制成；所述隔环(7)为晴夹布橡胶制成；向套是由铸铝青铜制成。
9.根据权利要求3所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述过油环(5)的端面安装有第一O型圈(4)。
10.根据权利要求1或2所述的水平定向钻井泥浆泵柱塞防沙密封装置，其特征在于，所述填料箱(10)的端面安装有第二O型圈(11)。
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