CN115847335A - 垂直钻井工具用浮动油封的安装装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垂直钻井技术领域，尤其是涉及一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置及系统。该垂直钻井工具用浮动油封的安装装置包括固定环和移动环；固定环被用于套装在浮封座上，移动环被用于套装在浮封组件上，固定环和移动环通过若干轴向设置的连接组件相连，当旋动连接组件带动固定环和移动环相靠近时，浮封组件具有向浮封座靠近的趋势。本发明通过固定环和移动环代替尼龙扁铲，并利用螺纹传递力来代替人工发力，可以有效节省人力、提高工作效率和安全性。

Description

垂直钻井工具用浮动油封的安装装置及系统

技术领域

本发明涉及垂直钻井技术领域，尤其是涉及一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置及系统。

背景技术

国内主流垂直钻井工具的结构原理主要采用滑动推靠式，该种结构的垂直钻井工具为实现本体相对不转常常会使用浮动油封这种动密封装置，而浮动油封常规方法一般为使用尼龙扁铲手工安装，由于浮动油封的O圈硬度高且线径粗，因此至少需要两个人安装，一个人用双手对准浮封承座并压紧浮动油封，另一个人用尼龙铲子一点一点将O圈赶进金属密封环里。这种手工安装的方法既费力，又容易将O圈安装扭曲或脱落金属密封环而导致安装中途失败，而且在安装过程中也容易被锋利的金属密封环亮带割伤手，造成人身伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置及系统，以缓解现有的浮动油封的在安装过程中，所存在的安装费力、效率低、安全度低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，包括固定环和移动环；

固定环被用于套装在浮封座上，移动环被用于套装在浮封组件上，固定环和移动环通过若干轴向设置的连接组件相连，当旋动连接组件带动固定环和移动环相靠近时，浮封组件具有向浮封座靠近的趋势。

更进一步地，固定环包括呈环形结构的第一连接部和第一承力部；

第一连接部内嵌于第一承力部；

移动环包括呈环形结构的第二连接部和第二承力部；

第二连接部内嵌于第二承力部。

更进一步地，浮封座的外周面包括第一周面和第二周面，且第一周面和第二周面之间形成大于180°的夹角；

第一连接部的内周面包括第一接触面和第二接触面，且第一接触面和第一周面相抵，第二接触面和第二周面相抵。

更进一步地，浮封组件包括O型圈和浮封环，O型圈套装于浮封环上；以浮封环远离浮封座一侧的端面为浮封环承压面；

第二连接部包括第一抵接结构和第二抵接结构；

第一抵接结构设置于浮封环远离浮封座一侧，以第一抵接结构的靠近浮封环一侧的端面为第三接触面，第三接触面与浮封环承压面相配合并抵接。

第二抵接结构套装于浮封环上，并与O型圈远离浮封座的一侧相抵。

更进一步地，第二抵接结构的内周面和第二抵接结构靠近浮封环一侧的端面的连接处开设有倒角，倒角与O型圈远离浮封座的一侧相抵。

更进一步地，倒角的为圆弧倒角结构，且倒角弧度与O型圈的弧度相配合。

更进一步地，第一承力部和第二承力部上分别均匀分布有供若干连接组件穿过的通孔。

更进一步地，浮封环内内嵌有扶正套，且扶正套的内端部抵接于浮封座。

更进一步地，还包括浮封座和浮封组件，浮封座和浮封组件套装于待安装工件上。

第二方面，本发明提供了一种垂直钻井工具用浮动油封的安装系统，包括上述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，还包括待安装工件。

综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果分析如下：

一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，包括固定环和移动环；

固定环被用于套装在浮封座上，移动环被用于套装在浮封组件上，固定环和移动环通过若干轴向设置的连接组件相连，当旋动连接组件带动固定环和移动环相靠近时，浮封组件具有向浮封座靠近的趋势。

在安装时，将固定环套装于浮封座上，将移动环套装于浮封组件上，固定环和移动环之间采用连接组件连接，拧动连接组件带动固定环和移动环相互靠近，可以推动浮封组件靠近并进入浮封座内，由此，通过固定环和移动环代替尼龙扁铲，并利用螺纹传递力来代替人工发力，可以有效节省人力、提高工作效率和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明使用时的结构示意图；

图2为本发明的部分结构示意图；

图3为本发明的固定环和浮封座的连接示意图；

图4为本发明的移动环和浮封组件的连接示意图。

图标：100-固定环；200-移动环；300-浮封座；400-浮封组件；500-连接组件；600-倒角；700-扶正套；800-拆卸孔；900-待安装工件；

110-第一连接部；120-第一承力部；210-第二连接部；220-第二承力部；310-第一周面；320-第二周面；410-O型圈；420-浮封环；

111-第一接触面；112-第二接触面；211-第一抵接结构；212-第二抵接结构；421-浮封环承压面。

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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有技术中，由于浮动油封的O圈硬度高且线径粗，因此至少需要两个人安装，一个人用双手对准浮封承座并压紧浮动油封，另一个人用尼龙铲子一点一点将O圈赶进金属密封环里。这种手工安装的方法既费力，又容易将O圈安装扭曲或脱落金属密封环而导致安装中途失败，而且在安装过程中也容易被锋利的金属密封环亮带割伤手，造成人身伤害。

有鉴于此，本发明提供了一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，如图1、图2所示，该装置包括固定环100和移动环200；

固定环100被用于套装在浮封座300上，移动环200被用于套装在浮封组件400上，固定环100和移动环200通过若干轴向设置的连接组件500相连，当旋动连接组件500带动固定环100和移动环200相靠近时，浮封组件400具有向浮封座300靠近的趋势。

其中，浮封座300和浮封组件400均套装于待安装工件900上，且浮封座300上设置有用于容纳浮封组件400的环形通槽，浮封组件400设置于靠近环形通槽的一侧并与浮封座300相抵。有若干轴向设置的螺钉从环形通槽的底面经过浮封座300外端面拧入待安装工件900内，实现对浮封座300的固定。

本装置用于将浮封座300和浮封组件400直接在待安装工件900上进行组装。具体地，在安装时，将固定环100套装于浮封座300上，将移动环200套装于浮封组件400上，固定环100和移动环200之间采用连接组件500连接，拧动连接组件500带动固定环100和移动环200相互靠近，可以推动浮封组件400靠近并进入浮封座300内，由此，通过固定环100和移动环200代替尼龙扁铲，并利用螺纹传递力来代替人工发力，可以有效节省人力、提高工作效率和安全性。

本实施例的可选方案中，较为优选的，连接组件500包括螺栓和螺母，螺栓从固定环100伸入并从移动环200伸出，移动环200的外侧设置有与螺栓相配合的螺母。

本实施例的可选方案中，较为优选的，固定环100与螺栓的连接处和移动环200与螺母的连接处均安装有垫片，以保护固定环100和移动环200。

关于固定环100和移动环200的具体结构和形状，详述如下：

1、关于固定环100的具体结构和形状，如图2、图3所示

首先，需要说明的是，浮封座300的外周面包括第一周面310和第二周面320，且第一周面310和第二周面320之间形成大于180°的夹角。其中，第一周面310的截面沿由外至内的方向向上倾斜，第二周面320的截面为水平方向。

固定环100包括呈环形结构的第一连接部110和第一承力部120；第一连接部110内嵌于第一承力部120并与第一承力部120一体设置。

第一连接部110的内周面包括第一接触面111和第二接触面112，且第一接触面111和第一周面310相抵，第二接触面112和第二周面320相抵，以用于钩住浮封座300。

第一承力部120上均匀分布有供若干连接组件500穿过的通孔。

在安装时，将固定环100套装于待安装工件900上浮封座300远离浮封组件400一侧的一端，并将固定环100向浮封座300移动，直至第一接触面111和第一周面310相抵，第二接触面112和第二周面320相抵，从而使得当第一承力部120在受到连接组件500所带来的压力时，固定环100不会从浮封座300上脱离。

2、关于移动环200的具体结构和形状，如图2、图4所示

首先，需要说明的是，浮封组件400包括O型圈410和浮封环420，O型圈410套装于浮封环420上；且以浮封环420远离浮封座300一侧的端面为浮封环承压面421。

移动环200包括呈环形结构的第二连接部210和第二承力部220；第二连接部210内嵌于第二承力部220并与第二承力部220一体设置。

第二连接部210包括第一抵接结构211和第二抵接结构212；

第一抵接结构211设置于浮封环420远离浮封座300一侧，以第一抵接结构211的靠近浮封环420一侧的端面为第三接触面，第三接触面为与浮封环承压面421相配合的斜面，且第三接触面和浮封环承压面421抵接。

第二抵接结构212套装于浮封环420上，且第二抵接结构212的内周面和第二抵接结构212靠近浮封环420一侧的端面的连接处开设有倒角600，倒角600与O型圈410远离浮封座300的一侧相抵。其中，倒角600的为圆弧倒角结构，且倒角600弧度与O型圈410的弧度相配合。

第二承力部220上均匀分布有供若干连接组件500穿过的通孔。

在安装时，将移动环200套装于待安装工件900上浮封组件400远离浮封座300一侧的一端，并将移动环200向浮封组件400移动，直至第三接触面和浮封环承压面421相抵，第二接触面112和第二周面320相抵，从而使得当第二承力部220在受到螺母所带来的压力时，移动环200能够带动浮封组件400移动。

更进一步地，浮封环420内内嵌有扶正套700，且扶正套700的内端部抵接于浮封座300上的环形通槽的底面，扶正套700用于保证浮封环420始终在水平方向上进行移动，进而提高工作效率。

本实施例的可选方案中，较为优选的，扶正套700的外端部开设有若干径向设置的拆卸孔800，当浮封座300和浮封组件400安装完成后，将铁棍或其他工具插入拆卸孔800内，以便于工作人员带出扶正套700。

关于本发明的工作过程，详述如下：

固定浮封座300，将扶正套700一端与浮封座300上的环形通槽的底面相抵；将组装好的浮封组件400套装在扶正套700上，并移动至与浮封座300相抵；套装固定环100于浮封座300上，并移动至与固定环100上远离浮封组件400的一侧相抵，套装移动环200于浮封组件400上，并移动至与浮封组件400远离浮封座300的一侧相抵；通过若干连接组件500连接固定环100和移动环200；依照顺次对称的顺序轻拧各连接组件500，直至连接组件500装入浮封座300内；拆除连接组件500、固定环100、移动环200和扶正套700，完成安装。

在本实施例中，通过采用顺次对称的顺序拧动螺栓或螺母，可以使得移动环200上各处受力相对均匀，进而保证了在安装过程中，O型圈410上的各处受力相对均匀，从而可以有效提高安装效率。且当有某处的扭矩阻力较大时，只需拧动与该处相对称设置的螺栓或螺母，即可实现对O型圈410受力的调整。

本发明还提供一种垂直钻井工具用浮动油封的安装系统，包括上述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置和待安装工件900。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，包括：固定环(100)和移动环(200)；

所述固定环(100)被用于套装在浮封座(300)上，所述移动环(200)被用于套装在浮封组件(400)上，所述固定环(100)和所述移动环(200)通过若干轴向设置的连接组件(500)相连，当旋动所述连接组件(500)带动所述固定环(100)和所述移动环(200)相靠近时，所述浮封组件(400)具有向所述浮封座(300)靠近的趋势。

2.根据权利要求1所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述固定环(100)包括呈环形结构的第一连接部(110)和第一承力部(120)；

所述第一连接部(110)内嵌于所述第一承力部(120)；

所述移动环(200)包括呈环形结构的第二连接部(210)和第二承力部(220)；

所述第二连接部(210)内嵌于所述第二承力部(220)。

3.根据权利要求2所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述浮封座(300)的外周面包括第一周面(310)和第二周面(320)，且所述第一周面(310)和所述第二周面(320)之间形成大于180°的夹角；

所述第一连接部(110)的内周面包括第一接触面(111)和第二接触面(112)，且所述第一接触面(111)和所述第一周面(310)相抵，所述第二接触面(112)和所述第二周面(320)相抵。

4.根据权利要求3所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述浮封组件(400)包括O型圈(410)和浮封环(420)，所述O型圈(410)套装于浮封环(420)上；以所述浮封环(420)远离所述浮封座(300)一侧的端面为浮封环承压面(421)；

所述第二连接部(210)包括第一抵接结构(211)和第二抵接结构(212)；

所述第一抵接结构(211)设置于所述浮封环(420)远离所述浮封座(300)一侧，以所述第一抵接结构(211)的靠近所述浮封环(420)一侧的端面为第三接触面，所述第三接触面与所述浮封环承压面(421)相配合并抵接。

所述第二抵接结构(212)套装于浮封环(420)上，并与所述O型圈(410)远离所述浮封座(300)的一侧相抵。

5.根据权利要求4所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述第二抵接结构(212)的内周面和所述第二抵接结构(212)靠近所述浮封环(420)一侧的端面的连接处开设有倒角(600)，所述倒角(600)与所述O型圈(410)远离所述浮封座(300)的一侧相抵。

6.根据权利要求5所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述倒角(600)的为圆弧倒角结构，且所述倒角(600)弧度与所述O型圈(410)的弧度相配合。

7.根据权利要求2所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

所述第一承力部(120)和所述第二承力部(220)上分别均匀分布有供若干所述连接组件(500)穿过的通孔。

8.根据权利要求4所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，所述浮封环(420)内内嵌有扶正套(700)，且所述扶正套(700)的内端部抵接于所述浮封座(300)。

9.根据权利要求1所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，其特征在于，

还包括所述浮封座(300)和所述浮封组件(400)，所述浮封座(300)和所述浮封组件(400)套装于待安装工件(900)上。

10.一种垂直钻井工具用浮动油封的安装系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的垂直钻井工具用浮动油封的安装装置，还包括待安装工件(900)。

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