CN205908261U - 一种深井钻机用浮动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种深井钻机用浮动装置，所述浮动接头和浮动腔的连接端面间设有互补止旋的端面凸起和凹槽结构；所述浮动接头和浮动腔的连接端面通过多个螺钉可拆卸连接；浮动芯轴上外花键的长度小于浮动腔上内花键的长度，浮动芯轴外花键的上端面、下端面与浮动腔分别形成封闭的第一空腔、第二空腔，浮动芯轴上外花键的花键齿上设有多个通孔，每个通孔将第一空腔、第二空腔相导通，用于实现浮动芯轴的自由浮动。本实用新型提供的一种深井钻机用浮动装置，提供一种方便装配和更换密封件的浮动装置，同时解决浮动芯轴浮动过程中因两腔压差导致不能自由浮动的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种深井钻机用浮动装置，属于钻井装置技术领域。
背景技术
近年来，在煤层气井、矿用通风井、地热井等钻井领域，顶驱动力头式的深井钻机应用越来越广泛。该钻机在装卸钻具时，一般通过动力头直接紧扣或松扣，动力头本身不具备浮动功能，故需在动力头齿轮箱下部安装浮动装置，用于装卸钻具时补偿钻具丝扣因螺纹旋紧或松开产生的位移，保护钻具螺纹丝扣。另外，浮动装置还承受钻井作业带来的轴向载荷、钻井扭矩、钻井液压力以及消除钻具振动带给动力头的冲击。
现有的浮动装置，其结构如图1所示，其浮动芯轴和浮动腔之间通过花键相配合，形成浮动移动副，实现扭矩传递和轴向浮动，两者之间依靠设置在浮动腔密封凹槽内的密封圈实现密封。
现有技术中，浮动腔01较长，浮动芯轴02和浮动腔01之间的密封圈03位于浮动腔的中部左右，位置较深，相比于浮动腔孔的直径，浮动腔密封凹槽加工难度大，密封圈不易安装，且在维修更换时不易拆卸。另外，浮动芯轴的花键04上端面与浮动腔的内端面形成一个封闭空腔一，浮动芯轴的花键05下端面与下端盖内端面形成另外一个封闭空腔二。浮动芯轴在向下移动过程中，空腔二体积变小，空腔一体积变大，（1）、假设两腔相通，则在浮动芯轴移动后，空腔二的体积缩小量大于空腔一的体积增大量，两腔内的压力大于移动之前的压力，浮动芯轴需克服移动前后压力差才能继续移动。（2）、假设因润滑脂作用将浮动芯轴和浮动腔之间花键配合面密封住，导致空腔一和空腔二不通，则浮动芯轴将不能向下移动。以上两个原因导致在实际使用过程中出现浮动芯轴不能自由浮动的现象。
实用新型内容
目的：为了克服已有技术之缺陷，提供一种方便装配和更换密封件的浮动装置，同时解决浮动芯轴浮动过程中因两腔压差导致不能自由浮动的问题，本实用新型提供一种深井钻机用浮动装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种深井钻机用浮动装置，包括：浮动接头、浮动腔、浮动芯轴、下端盖、花键、第一空腔、第二空腔，所述浮动接头和浮动腔的连接端面间设有互补止旋的端面凸起和凹槽结构，用于传递扭矩；所述浮动接头和浮动腔的连接端面通过多个螺钉可拆卸连接；所述浮动接头和浮动腔的连接端面间设置有0型密封圈；所述浮动接头、浮动芯轴均设置为空心结构，所述浮动芯轴套接在浮动腔内，通过花键移动连接，浮动芯轴上外花键的长度小于浮动腔上内花键的长度，浮动芯轴外花键的上端面、下端面与浮动腔分别形成封闭的第一空腔、第二空腔，浮动芯轴上外花键的花键齿上设有多个通孔，每个通孔将第一空腔、第二空腔相导通，用于实现浮动芯轴的自由浮动；所述下端盖与浮动腔通过螺钉的固定连接；所述浮动接头上端设置有API标准外螺纹，所述浮动芯轴下端设置有内螺纹。
还包括V型组合密封圈，所述V型组合密封圈开口朝上套装于浮动腔端面凹槽内。
还包括导向环，所述浮动接头和浮动芯轴的配合面上设置有导向环；所述下端盖和浮动芯轴的配合面上设有多个导向环。
还包括油杯，所述浮动腔上设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔内均设置有油杯，用于分别对V型组合密封圈和花键的润滑。
还包括防尘圈，所述下端盖的端面处设置有防尘圈。
作为优选方案，所述浮动接头和浮动腔的连接端面通过12个螺钉可拆卸连接；
有益效果：本实用新型提供的一种深井钻机用浮动装置，采用端面密封结构和V型组合密封圈，实现了浮动芯轴和浮动腔的密封，方便装配和后期维护；在浮动芯轴的外花键上打通孔，实现外花键上下两腔的连通，形成浮动芯轴浮动过程中两腔压力相同的结构，解决浮动芯轴不能自由浮动的问题。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为I的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图2、3所示，一种深井钻机用浮动装置，包括：浮动接头1、浮动腔2、浮动芯轴3、下端盖4、花键、第一空腔5、第二空腔6，所述浮动接头1和浮动腔2的连接端面间设有互补止旋的端面凸起和凹槽结构，用于传递扭矩；所述浮动接头1和浮动腔2的连接端面通过多个螺钉7可拆卸连接；所述浮动接头1和浮动腔2的连接端面间设置有0型密封圈8；所述浮动接头1、浮动芯轴3均设置为空心结构，所述浮动芯轴3套接在浮动腔2内，通过花键移动连接，浮动芯轴3上外花键9的长度小于浮动腔2上内花键的长度，浮动芯轴3外花键9的上端面、下端面与浮动腔2分别形成封闭的第一空腔5、第二空腔6，浮动芯轴3上外花键9的花键齿上设有多个通孔10，每个通孔10将第一空腔5、第二空腔6相导通，用于实现浮动芯轴3的自由浮动；所述下端盖4与浮动腔2通过螺钉7的固定连接；所述浮动接头1上端设置有API标准外螺纹，所述浮动芯轴3下端设置有内螺纹。
还包括V型组合密封圈11，所述V型组合密封圈11开口朝上套装于浮动腔2端面凹槽内。
还包括导向环12，所述浮动接头1和浮动芯轴3的配合面上设置有导向环12；所述下端盖4和浮动芯轴3的配合面上设有多个导向环12，用于两者的导向与抗磨。
还包括油杯13，所述浮动腔2上设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔内均设置有油杯13，用于分别对V型组合密封圈和花键的润滑。
还包括防尘圈14，所述下端盖4的端面处设置有防尘圈14。
具体使用方式如下：
一种深井钻机用浮动装置，浮动接头和浮动芯轴为空心结构，两者构成泥浆通道；浮动接头上端设有API标准外螺纹，它与动力头主轴上的标准API内螺纹进行连接；浮动芯轴的下端设有内螺纹，用于连接钻杆。动力从浮动接头输入，依次经浮动腔和浮动芯轴后，将动力输出。浮动接头和所述浮动腔的连接端面通过12个螺钉可拆拆卸连接，根据钻机提升力的大小以及螺钉抗拉强度决定螺钉数量。0型密封圈用于实现两者的端面密封。
浮动芯轴与浮动腔通过花键连接实现扭矩的传递和轴向的相对浮动。浮动芯轴上的外花键的长度小于浮动腔的内花键的长度，两者的距离差即为浮动装置的浮动量，浮动芯轴外花键的上、下两个端面与浮动腔分别形成两个封闭空腔。浮动芯轴在向下移动过程中，第二空腔的体积缩小量等于第一空腔的体积增大量，设两空腔相通，则浮动芯轴可以自由浮动。
采用V型组合密封圈4实现泥浆的密封，待浮动装置使用一段时间后，可通过调节所述螺钉来调整密封圈的压紧度，延长密封圈的使用寿命；待密封失效后，可通过拆卸所述螺钉将所述浮动接头与所述浮动腔分离开来实现密封圈的更换，维修方便快捷。
浮动芯轴的外花键的花键齿上设有2个通孔，即使因润滑脂作用将浮动芯轴和浮动腔之间花键配合面密封住，通孔亦可实现所述两个空腔的相通，实现浮动芯轴的自由浮动。
在下端盖上设有2个导向环，用于实现浮动芯轴和浮动腔的导向，在下端盖的端面处设有防尘圈，以避免外界杂质进入所述空腔污染腔体，从而延长所述花键的使用寿命。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种深井钻机用浮动装置，包括：浮动接头、浮动腔、浮动芯轴、下端盖，其特征在于：还包括：花键、第一空腔、第二空腔，所述浮动接头和浮动腔的连接端面间设有互补止旋的端面凸起和凹槽结构，用于传递扭矩；所述浮动接头和浮动腔的连接端面通过多个螺钉可拆卸连接；所述浮动接头和浮动腔的连接端面间设置有0型密封圈；所述浮动接头、浮动芯轴均设置为空心结构，所述浮动芯轴套接在浮动腔内，通过花键移动连接，浮动芯轴上外花键的长度小于浮动腔上内花键的长度，浮动芯轴外花键的上端面、下端面与浮动腔分别形成封闭的第一空腔、第二空腔，浮动芯轴上外花键的花键齿上设有多个通孔，每个通孔将第一空腔、第二空腔相导通，用于实现浮动芯轴的自由浮动；所述下端盖与浮动腔通过螺钉的固定连接；所述浮动接头上端设置有API标准外螺纹，所述浮动芯轴下端设置有内螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种深井钻机用浮动装置，其特征在于：还包括V型组合密封圈，所述V型组合密封圈开口朝上套装于浮动腔端面凹槽内。
3.根据权利要求1所述的一种深井钻机用浮动装置，其特征在于：还包括导向环，所述浮动接头和浮动芯轴的配合面上设置有导向环；所述下端盖和浮动芯轴的配合面上设有多个导向环。
4.根据权利要求1所述的一种深井钻机用浮动装置，其特征在于：还包括油杯，所述浮动腔上设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔内均设置有油杯，用于分别对V型组合密封圈和花键的润滑。
5.根据权利要求1所述的一种深井钻机用浮动装置，其特征在于：还包括防尘圈，所述下端盖的端面处设置有防尘圈。
6.根据权利要求1所述的一种深井钻机用浮动装置，其特征在于：所述浮动接头和浮动腔的连接端面通过12个螺钉可拆卸连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112761543A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-05-07 | 西南石油大学 | 一种能适应轴向与径向偏移的高压密封冲管 |
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2016
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| CN112761543B (zh) * | 2021-02-07 | 2022-03-29 | 西南石油大学 | 一种能适应轴向与径向偏移的高压密封冲管 |
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