CN203394422U - 旋转防喷器端面组合防污排屑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转防喷器端面组合防污排屑结构，在密封总成外壳的下端面与旋转接头的上端面之间为排污油槽，在密封总成外壳的下端面圆周上设置有上部沟槽，上部沟槽中设置有上部防污环，在旋转接头的上端面圆周上对应上部沟槽设置有下部沟槽，下部沟槽中设置有与上部防污环配合密封排污油槽的下部防污环。本实用新型不仅避免钻井介质进入旋转密封总成的内部，而且能够排除因磨损产生的磨屑。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋转防喷器端面组合防污除屑结构，用于钻井用旋转防喷器下部动密封的防污，属于石油、天然气、煤层气、地热等钻井装备制造技术领域。
背景技术
目前在实施石油、天然气、煤层气、地热等能源钻井时，都要采用一种钻井介质进行循环，通过循环起到防止井下物质喷出地面，同时作为从井下向地面携带钻屑的介质。常规钻井一般属于过平衡钻井，即钻井介质压力大于地层流体压力，小于地层破裂压力。该方式优点是防止井喷，缺点是机械钻速慢、不利于发现油气藏。20世纪80年代欠平衡钻井在国际上逐步推广，其优点是机械钻速快、能及时发现油气藏、利于油气藏开采。
欠平衡钻井施工一般采用旋转防喷器封隔钻具与井口之间的环空，导流钻井介质和钻屑，其旋转密封总成随钻密封钻具，是该设备的核心部件。为了防止井内的泥浆、石油、钻屑等通过转动间隙侵入旋转密封总成腔室，目前基本上都是在旋转接头与密封外壳之间纵向设置密封圈。例如，中国专利号“CN201120478787.4”公开了一种用于油气田在钻井中封隔钻柱与井眼的旋转防喷器的动密封装置，公开日为2012年07月11日。其在盘根盒内安装有支承环，在支承环上设有油孔b和油孔c，在支承环外表面设有环形凹槽b；碟簧安装在支承环内，碟簧下部安装隔环，隔环与压圈间安装支承环；压圈上设有油孔a，下部依次间隔安装V形密封圈与隔圈；浮动环下端安装盘根压圈，盘根压圈固定在盘根盒的端部，盘根压圈与中心管衬套间隙配合；中心管衬套与中心管过盈配合，盘根盒与旋转防喷器上壳体过盈配合，润滑油经轴承进入旋转防喷器上壳体的油孔。
但采用上述结构存在的问题在于：纵向设置的密封圈在转动轴线上为垂直方向的密封，并通过油压来防止泥沙的侵入。而钻井现场工况恶劣，偏心旋转的情况较多，尤其是在环空压力波动较大时泥沙通过间隙上窜至旋转密封腔室，从而导致密封失效。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种旋转防喷器端面组合防污排屑结构，本实用新型不仅能防止钻井介质进入旋转密封总成的内部，而且能够排除因磨损产生的磨屑。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种旋转防喷器端面组合防污排屑结构，其特征在于：在密封总成外壳的下端面与旋转接头的上端面之间设置排污油槽，在密封总成外壳的下端面圆周上设置上部沟槽，上部沟槽中设置有上部防污环，在旋转接头的上端面圆周上对应上部沟槽设置下部沟槽，下部沟槽中设置有与上部防污环配合密封排污油槽的下部防污环。
所述上部防污环与下部防污环咬合，且沿排污油槽中的油压方向的咬合面设置为V型口，V型口沿油压方向内凹。
所述下部沟槽底部设置有用于使下部防污环与上部防污环配合密封的弹性补偿圈。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型中，在密封总成外壳的下端面与旋转接头的上端面之间为排污油槽，在密封总成外壳的下端面圆周上设置有上部沟槽，上部沟槽中安装有上部防污环，在旋转接头的上端面圆周上对应上部沟槽设置有下部沟槽，下部沟槽中安装有与上部防污环配合密封排污油槽的下部防污环。采用此结构，将现有技术的在下部动密封实施纵向密封，改为了外部端面密封防污，能避免钻井介质进入旋转密封总成的内部，而且自上而下的油压流程还起到了润滑、冷却下部动密封件，延长其使用寿命的作用。
二、本实用新型中，所述上部防污环与下部防污环咬合，且沿排污油槽中的油压方向的咬合面设置为V型口，V型口沿油压方向内凹。采用此结构，一方面，通过持续注入润滑冷却液防止井口环空内的钻井介质侵入密封腔室，减小或降低对其动密封组件的伤害；另一方面，具有一定压力的润滑冷却液自上而下从V型夹缝流出，能持续有效地排出因摩擦而产生的密封圈磨屑，并有效防止污物上窜。
三、本实用新型中，所述下部沟槽底部设置有用于使下部防污环与上部防污环配合密封的弹性补偿圈，弹性补偿圈主要起弹性补偿的作用，在使用的过程中，上、下防污环有磨损时，在弹性补偿圈的作用下，下部防污环将被推动向上补偿磨损的间隙，达到长期密封防污的作用。
附图说明
图1为本实用新型在旋转放喷器上安装的位置示意图
图2是本实用新型的放大结构示意图
图中标记为：1、密封总成外壳，2、排污油槽，3、上部防污环，4、下部防污环，5、弹性补偿圈，6、旋转接头，7、上部沟槽，8、下部沟槽。
具体实施方式
一种旋转防喷器端面组合防污排屑结构，在密封总成外壳1的下端面与旋转接头6的上端面之间为排污油槽2，在密封总成外壳1的下端面圆周上设置有上部沟槽7，上部沟槽中7设置有上部防污环3，在旋转接头6的上端面圆周上对应上部沟槽7设置有下部沟槽8，下部沟槽8中设置有与上部防污环3配合密封排污油槽2的下部防污环4。
本实用新型中，所述上部防污环3与下部防污环4咬合，且沿排污油槽2中的油压方向的咬合面设置为V型口，V型口沿油压方向内凹。
本实用新型中，所述下部沟槽8底部设置有用于使下部防污环4与上部防污环3配合密封的弹性补偿圈。
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
装配旋转防喷器时，先在设置好的下部沟槽8中依次装入弹性补偿圈5和下部防污环4，保证下部防污环4的上端面会高于旋转接头6的上端面，然后将上部防污环3装入上部沟槽7中，随后将旋转接头6与密封总成外壳1连接固定，此时上部沟槽7中的上部防污环3就压在下部防污环4上，使下部防污环4下面的弹性补偿件8被压缩，对旋转接头6下部端面与外壳上部端面之间的排污油槽2形成相对转动密封。
在使用的过程中，由于密封防污圈是设置在密封总成外壳1下部端面与旋转接头6上端面圆周上，密封排污油槽2，形成了平面径向的防污密封。
在旋转防喷器使用过程中，由偏心转动造成的钻井介质进入密封总成外壳1下部端面与旋转接头6上端面之间的排污油槽2中时，受到设置在上部防污环3和下部防污环4的外缘的阻挡，使其不能继续侵入上部防污环3和下部防污环4的内端面；在旋转防喷器长期工作时，润滑冷却油自上而下流入排污油槽，以不可逆的挤压力通过V型口推开上部防污环3和下部防污环4，使其形成内大外小的排污环缝，持续防止井口环空污物的侵入和排出因摩擦产生的磨屑；当上部防污环3和下部防污环4有磨损时，在下部沟槽8中的弹性补偿件5的作用下，下部防污环4将被推动向上补偿磨损的间隙，达到长期密封防污、排屑的作用。
Claims (3)
1.一种旋转防喷器端面组合防污排屑结构，其特征在于：在密封总成外壳（1）的下端面与旋转接头（6）的上端面之间为排污油槽（2），在密封总成外壳（1）的下端面圆周上设置有上部沟槽（7），上部沟槽（7）中设置有上部防污环（3），在旋转接头（6）的上端面圆周上对应上部沟槽（7）设置有下部沟槽（8），下部沟槽（8）中设置有与上部防污环（3）配合密封排污油槽（2）的下部防污环（4）。
2.根据权利要求1所述的旋转防喷器端面组合防污排屑结构，其特征在于：所述上部防污环（3）与下部防污环（4）咬合，且沿排污油槽（2）中的油压方向的咬合面设置为V型口，V型口沿油压方向内凹。
3.根据权利要求1或2所述的旋转防喷器端面组合防污排屑结构，其特征在于：所述下部沟槽（8）底部设置有用于使下部防污环（4）与上部防污环（3）配合密封的弹性补偿圈（5）。
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