CN201513135U - 钻机旋转密封接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻机旋转密封接头，其中旋转轴(2)被套装在筒体(6)中，旋转轴(2)在钻机动力头的驱动作用下产生相对于筒体(6)的旋转运动，旋转轴(2)的一端与连接体(26)相接。在旋转轴(2)与连接体(26)的相接处，由旋转轴(2)端部附近的外圆表面(31)、筒体(6)的端部表面(33)、连接体(26)的内圆表面(35)和连接体(26)的内端面(37)围成容纳密封装置(30)的腔体(32)。在密封装置(30)的作用下，水或泥浆通过旋转轴(2)的轴向通道(3)，防止水或泥浆损坏旋转轴(2)或密封接头的零部件。

Description

钻机旋转密封接头

技术领域

本实用新型涉及一种钻机旋转密封接头，特别是一种用于水平定向钻机的泥浆旋转密封装置。

背景技术

现有的水平定向钻机用泥浆旋转密封装置多采用填料密封，采用此种密封装置的钻机在施工过程中经常出现一系列需要改善的问题。由于这种密封装置中使用的填料密封件的贴紧接触力来源于压盖对填料的轴向压力，从而使密封填料产生径向扩张力，由此也造成填料与旋转轴之间的摩擦阻力较大，不但要经常更换磨损的旋转轴，而且需要损耗较大的轴功率。

在实用新型专利号为200320124565.8的专利文件中，公开了一种水平定向钻机上使用的泥浆旋转接头，该接头包括空心轴，外壳、端盖，静密封环，动密封环，弹簧。空心轴通过两个带油封的轴承支撑在外壳内，旋转环用传动套周向固定在空心轴上，两端面用了O型密封圈。静止环一端支撑在端盖内，两圆柱面间用O型密封圈，静止环外面周向均布有四个弹簧，静止环用止转销与端盖周向固定，使静止环只能沿轴向移动，旋转环与静止环的接触环面为机械密封。这种密封装置的密封效果有待进一步提高。

在实用新型专利号为200720087454.2的专利文件中，公开了一种水平定向钻机旋转密封接头，其包括旋转水封体、旋转水封芯轴、水封端盖，旋转水封体与水封端盖通过螺栓连接形成外壳，旋转水封芯轴通过两个自润滑轴承支撑在外壳内并被挡环、挡圈紧固。所述的旋转水封体由带两级内台阶的不等径圆环柱体构成，由带有内台阶的不等径圆环形柱体构成的浮动环的小端套入旋转水封体的小端孔内、其止动凸缘固定在旋转水封体的第一级内台阶上，弹簧套在浮动环上并定位于旋转水封体的第二级内台阶与浮动环的止动凸缘之间，动密封环一端固定在旋转水封芯轴的传动凹槽内，静密封环一端固定在浮动环的内台阶上，动密封环和静密封环的接触圆环面间为机械密封接触。这种水平定向钻机旋转密封接头采用的是机械密封形式，其优点是寿命较长，但是其密封效果有待进一步提高。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种钻机旋转密封接头，其中旋转轴被套装在筒体中，旋转轴在钻机动力头的驱动作用下产生相对于筒体的旋转运动，旋转轴的一端与连接体相接。在旋转轴与连接体的相接处，由旋转轴端部附近的外圆表面、筒体的端部表面、连接体的内圆表面和连接体的内端面围成容纳密封装置的腔体。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，所述容纳在腔体中的密封装置包括隔环和第一密封件，所述隔环的内圆表面与旋转轴端部的外圆表面相互配合，所述隔环的外圆表面与连接体的内圆表面相互配合，在旋转轴端部附近的外圆表面、连接体的内端面、隔环的第一内圆表面和隔环的第一内端面围成的第一空间内安装有第一密封件。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，所述容纳在腔体中的密封装置还包括第二密封件，所述第二密封件安装在由旋转轴端部附近的外圆表面、筒体的端部表面、隔环的第二内圆表面和隔环的第二内端面围成的第二空间内。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，在隔环的外圆表面设有用于安装第三密封件的沟槽。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，所述旋转轴借助左侧滚动轴承和右侧滚动轴承套装在筒体内，在左侧滚动轴承的外侧安装有外端盖，所述外端盖位于筒体的外端，在所述外端盖和左侧滚动轴承之间设有第四密封件，旋转轴与钻机动力头的输出轴配合旋转的一端从外端盖向外延伸，右侧滚动轴承位于筒体与连接体配合的端部内侧。在筒体的内圆表面和筒体的孔内端面的相交处设有台阶，在右侧滚动轴承和筒体中的台阶的端面之间安装内端盖，在右侧滚动轴承和内端盖之间设有第五密封件。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，在筒体中的台阶的端面所在的平面与筒体的孔内端面之间具有轴向间隔。在筒体的侧壁上，在筒体的台阶的端面所在的平面和筒体的孔内端面之间设有径向通孔。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，在所述安装在筒体中的内端盖的外圆表面与筒体的内圆表面之间形成静配合，在筒体内的内端盖的外圆表面上设有安装第六密封件的沟槽。

按照本实用新型提供的另一种钻机旋转密封接头，所述第一密封件和第二密封件是车氏密封件，第三密封件和第六密封件是分别具有相应安装尺寸的O型密封圈，第四密封件和第五密封件是嵌入安装位置的油封。

由于采用了本实用新型提供的钻机旋转密封接头，其中由于密封结构的改善，使得该密封接头具有自补偿功能，从而使密封件的更换周期延长，提高了密封接头的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的钻机旋转密封接头的侧剖视图；

图2是本实用新型提供的钻机旋转密封接头的局部放大的侧剖视图。

具体实施方式

如附图1和2所示，其中描绘了本实用新型提供的一种钻机旋转密封接头。

在图1所示的实施例中，旋转轴2被套装在筒体6内。旋转轴2与钻机动力头的输出轴(未图示)配合旋转的一端从外端盖8向外延伸。旋转轴2左端通过左旋螺纹与钻机动力头的输出轴连接在一起，两者之间采用O型密封圈4密封介质，如水或泥浆。旋转轴2在钻机动力头的驱动作用下，产生相对于筒体6的旋转运动。在旋转轴2的中部，安装的左侧滚动轴承16和右侧滚动轴承17将旋转轴2支撑于筒体6内。借助螺栓14将外端盖8固定在筒体6的左侧，由此对左侧滚动轴承16提供轴向定位作用。在所述外端盖8和左侧滚动轴承16之间设有第四密封件18。所述第四密封件18是嵌入外端盖8中的油封。连接体26的左端用螺栓28固定在筒体6上。连接体26右端螺纹与泥浆管(未图示)连接。

在筒体6内侧，即旋转轴2中部靠右的位置，安装内端盖12，由内端盖12对右侧轴承17起轴向固定作用。在内端盖12内安装有第五密封件19。所述第五密封件19是嵌入内端盖12中的油封。

如图1所示，旋转轴2的右端与连接体26相配合。在旋转轴2与连接体26的相接处，由旋转轴2端部附近的外圆表面31、筒体6的端部表面33、连接体26的内圆表面35和连接体26的内端面37围成容纳密封装置30的腔体32。所述容纳在腔体32中的密封装置30包括隔环38和第一密封件39。所述隔环38的内圆表面45与旋转轴2端部的外圆表面31相互配合。所述隔环38的外圆表面47与连接体26的内圆表面27相互配合。第一密封件39安装在由旋转轴2端部附近的外圆表面31、连接体26的内端面37、隔环38的第一内圆表面41和隔环38的第一内端面42围成的第一空间43内。在所述容纳在腔体32中的密封装置30还包括第二密封件34。所述第二密封件34安装在由旋转轴2端部附近的外圆表面31、筒体6的端部表面33、隔环38的第二内圆表面51和隔环38的第二内端面52围成的第二空间53内。在隔环38的外圆表面47设有沟槽46，在所述沟槽46中安装有第三密封件36。在此实施例中，第一密封件39和第二密封件34是车氏密封件，第三密封件36是具有与隔环38的外圆表面47上沟槽46相适应尺寸的O型密封圈。

如图1中清楚所示，右侧滚动轴承17位于筒体6与连接体26配合的端部内侧。在筒体6的内圆表面7和筒体6的孔内端面23的相交处设有台阶21。在右侧滚动轴承17和筒体6中的台阶21的端面之间安装内端盖12。将第五密封件19安装在右侧滚动轴承17和内端盖12之间。

如图1和2所示，在筒体6中的台阶21的端面所在的平面与筒体6的孔内端面23之间具有轴向间隔。在筒体6的侧壁5上，在筒体6的台阶21的端面所在的平面和筒体6的孔内端面23之间设有径向通孔42。

在所述安装在筒体6中的内端盖12的外圆表面25与筒体6的内圆表面7之间形成静配合。在筒体6内的内端盖12的外圆表面25上设有安装第六密封件24的沟槽22。所述第六密封件24是具有与内端盖12的外圆表面25上的沟槽22相适应尺寸的O型密封圈。由此形成密封结构，防止水或泥浆进入左侧滚动轴承16和右侧滚动轴承17所在的空间。

在使用本实用新型提供的钻机旋转密封接头的过程中，钻机动力头输出轴的旋转运动依靠螺纹连接传递给旋转轴2，旋转轴2与动力头输出轴同步旋转，外端盖8、筒体6及连接体26用机械结构固定在动力头架上静止不动。转动与静止的转换依靠两个滚动轴承16和17实现。具有压力的水或泥浆按图1中箭头A所示方向从泥浆管(未图示)流入连接体26，再流入旋转轴2的轴向通道3。部分介质会沿旋转轴2和连接体26之间的缝隙进入第一密封件39、第二密封件34及隔环38所在的腔体32。由于第一密封件39和第二密封件34是两道车氏密封件，以及在隔环38的外圆表面47上的沟槽46中，由O型密封圈构成的第三密封件36的存在，使介质被密封阻挡，只能沿着旋转轴2的通道3通过。由于在隔环38中采用了两道车氏密封件的结构，当介质压力越大时，车氏密封件根据其自身结构具有的自补偿功能，就会把旋转轴2抱得越紧。一旦上述密封件功能失效，介质将会从设置在筒体6中的泄漏通孔42流出。工作人员一旦发现泄漏通孔42中有介质流出，就可判定此时第一密封件39或第二密封件34或第三密封件36已经被损坏，需要更换。而由于在内端盖12的外圆表面设置了由O型密封圈构成的第六密封件24，以及嵌入内端盖12中的油封构成的第五密封件19的密封作用，介质不会进入滚动轴承所在的空间。因此，提高了旋转轴2的工作效率和使用寿命。

上面所述的优选实施例仅仅是的本实用新型提供的钻机旋转密封接头进行说明，并非进行限定。本实用新型的构思和请求保护的范围都记载本实用新型的权利要求书中。

Claims (8)

1.一种钻机旋转密封接头，其中旋转轴(2)被套装在筒体(6)中，旋转轴(2)在钻机动力头的驱动作用下产生相对于筒体(6)的旋转运动，旋转轴(2)的一端与连接体(26)相接，其特征是：在旋转轴(2)与连接体(26)的相接处，由旋转轴(2)端部附近的外圆表面(31)、筒体(6)的端部表面(33)、连接体(26)的内圆表面(35)和连接体(26)的内端面(37)围成容纳密封装置(30)的腔体(32)。

2.按照权利要求1所述的钻机旋转密封接头，其特征是：所述容纳在腔体(32)中的密封装置(30)包括隔环(38)和第一密封件(39)，所述隔环(38)的内圆表面(45)与旋转轴(2)端部的外圆表面(31)相互配合，所述隔环(38)的外圆表面(47)与连接体(26)的内圆表面(27)相互配合，在旋转轴(2)端部附近的外圆表面(31)、连接体(26)的内端面(37)、隔环(38)的第一内圆表面(41)和隔环(38)的第一内端面(42)围成的第一空间(43)内安装有第一密封件(39)。

3.按照权利要求2所述的钻机旋转密封接头，其特征是：所述容纳在腔体(32)中的密封装置(30)还包括第二密封件(34)，所述第二密封件(34)安装在由旋转轴(2)端部附近的外圆表面(31)、筒体(6)的端部表面(33)、隔环(38)的第二内圆表面(51)和隔环(38)的第二内端面(52)围成的第二空间(53)内。

4.按照权利要求2或3所述的钻机旋转密封接头，其特征是：在隔环(38)的外圆表面(47)设有用于安装第三密封件(36)的沟槽(46)。

5.按照权利要求4所述的钻机旋转密封接头，其特征是：所述旋转轴(2)借助左侧滚动轴承(16)和右侧滚动轴承(17)套装在筒体(6)内，在左侧滚动轴承(16)的外侧安装有外端盖(8)，所述外端盖(8)位于筒体(6)的外端，在所述外端盖(8)和左侧滚动轴承(16)之间设有第四密封件(18)，旋转轴(2)与钻机动力头的输出轴配合旋转的一端从外端盖(8)向外延伸，右侧滚动轴承(17)位于筒体(6)与连接体(26)配合的端部内侧，在筒体(6)的内圆表面(7)和筒体(6)的孔内端面(23)的相交处设有台阶(21)，在右侧滚动轴承(17)和筒体(6)中的台阶(21)的端面之间安装内端盖(12)，在右侧滚动轴承(17)和内端盖(12)之间设有第五密封件(19)。

6.按照权利要求5所述的钻机旋转密封接头，其特征是：在筒体(6)中的台阶(21)的端面所在的平面与筒体(6)的孔内端面(23)之间具有轴向间隔，在筒体(6)的侧壁(5)上，在筒体(6)的台阶(21)的端面所在的平面和筒体(6)的孔内端面(23)之间设有径向通孔(42)。

7.按照权利要求5所述的钻机旋转密封接头，其特征是：在所述安装在筒体(6)中的内端盖(12)的外圆表面(25)与筒体(6)的内圆表面(7)之间形成静配合，在筒体(6)内的内端盖(12)的外圆表面(25)上设有安装第六密封件(24)的沟槽(22)。

8.按照权利要求7所述的钻机旋转密封接头，其特征是：所述第一密封件(39)和第二密封件(34)是车氏密封件，第三密封件(36)和第六密封件(24)是分别具有相应安装尺寸的O型密封圈，第四密封件(18)和第五密封件(19)是内嵌式油封。

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