CN214091744U - 密封结构及具有密封结构的钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种密封结构及具有密封结构的钻杆，涉及油田生产机械设备领域，该密封结构包括公接头、母接头和密封组件，公接头和母接头均呈筒状，公接头插装在母接头内并与母接头螺纹连接，密封组件呈筒状并穿设在母接头内，密封组件与母接头固定连接，且密封组件其一端的端面压紧在公接头的端面上。本实用新型提出的密封结构及具有密封结构的钻杆具有稳定的密封性，有效防止压缩空气从钻杆中泄漏，提高空气机钻井作业的生产效率。

Description

密封结构及具有密封结构的钻杆

技术领域

本实用新型涉及油田生产机械设备领域，特别涉及一种密封结构及具有密封结构的钻杆。

背景技术

石油地震勘探是通过采集地震波的资料以达到对地质结构进行解释处理的一种地质调查方法。这种方法需要足够的震源点，在山地地震勘探作业时，是通过钻井作业以获取设计深度的井位，再实现井下激发的方式进行。山地具有山高、坡陡、植被茂密、地质结构多变的地形特点，因此在进行地震钻井作业采取的钻机为山地地震空气钻机，其特点是：轻便、易分解、易组装、适应多种地质结构。地震勘探钻井作业的特点是浅井(一般在20米左右)、井位数量大(上万或达到十万口)，钻井作业过程中需要频繁的加接、拆卸钻杆，用以满足不同的钻井深度及搬迁作业。地震空气钻机工作是依靠液压驱动满足钻井的旋转、升降，依靠压缩空气推动潜孔冲击器完成井下锤击钻井作业。其中，压缩空气还作为钻井循环介质，将锤击破损的岩屑清洗出炮井，地震空气钻机的压缩空气压力在0～1Mpa、流量160m3/h，因实现轻便化要求，空气压缩机已是高工况的工作状态，基本没有冗余的压力及流量。一旦压缩空气有泄露等存在，会出现作业时间长、油料消耗高等不利影响。因此，为保证钻井的顺利进行，要求压缩空气必须具有稳定的压力和流量。现有地震空气钻机为满足对压缩空气的传输和工作需要，采取的技术方案是：在钻杆两端分别加工锥形管螺纹，通过螺纹连接实现扭矩、转速的传递和钻井介质-压缩空气的传输。一直以来，地震空气钻机都采用这种技术方案来满足上述钻井要求。

但是，现有的地震空气钻机的钻杆具有一个不可克服的缺陷，即，现有的地震空气钻杆不具备稳定的密封性。当地震空气钻机在高含沙、含水的环境中工作时，钻杆通常需要进行频繁的安装、拆卸。在沙尘、含水的环境下工作，连接和密封用的螺纹会因磨损而使得螺纹间距增大；同时因冲击碰撞、磨损等因素的影响，钻杆端面平面度也会逐渐损坏；随使用时间的积累，钻杆密封性能会渐进的逐步下降。由于钻杆密封是逐步失效的，在失效过程中，钻井作业人员难以及时发现隐患问题，而这些隐患问题又会造成钻井效率下降、油料消耗增加、设备磨损加剧等一系列问题。当发现这些隐患问题时，钻杆已经彻底无法满足钻井作业需要，这个时候采取的办法是停止钻井作业更换新钻杆，最终造成更大的损失。

现有的地震空气钻机的钻杆的另一个缺点是无法进行现场可维护性。在作业现场，操作人员只能对钻杆进行润滑作业，润滑脂一般是锂基润滑脂，在钻杆拆装时，一般会粘上沙土，反而会夹具钻杆磨损。当钻杆开始出现泄漏时，即操作人员发现问题时，在钻井现也无法进行维护处理，也只能停工、等待更换新钻杆的办法，耗时费力。

有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种密封结构及具有密封结构的钻杆，以期解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种密封结构及具有密封结构的钻杆，具有稳定的密封性，有效防止压缩空气从钻杆中泄漏，提高空气机钻井作业的生产效率。

为达到上述目的，本实用新型提出一种密封结构，其中，所述密封结构包括公接头、母接头和密封组件，所述公接头和所述母接头均呈筒状，所述公接头插装在所述母接头内并与所述母接头螺纹连接，所述密封组件呈筒状并穿设在所述母接头内，所述密封组件与所述母接头固定连接，且所述密封组件其一端的端面压紧在所述公接头的端面上。

如上所述的密封结构，其中，所述密封组件具有呈筒状的基体，所述基体的一端为密封端，所述基体的另一端为安装端，所述密封端朝向所述公接头设置，所述安装端与所述母接头的内壁能拆卸地固定连接，所述密封端的外壁上和所述密封端的端面上包覆有弹性密封体。

如上所述的密封结构，其中，所述安装端与所述母接头的内壁螺纹连接。

如上所述的密封结构，其中，所述母接头的内壁上设置有与所述密封端对位配合地第一安装部以及与所述安装端对位配合的第二安装部，所述第二安装部的内径小于所述第一安装部的内径形成第一限位台阶，所述弹性密封体的一端顶抵于所述公接头，所述弹性密封体的另一端顶抵于所述第一限位台阶，所述第二安装部的内壁上开设有内螺纹，所述安装端的外壁上开设有外螺纹。

如上所述的密封结构，其中，所述密封端的外壁上设置有防止所述弹性密封体轴向移动的限位部。

如上所述的密封结构，其中，所述限位部包括由所述密封端至所述安装端顺序设置的第一限位部、第二限位部和第三限位部，所述第二限位部的外径小于所述第一限位部的外径形成第二限位台阶，所述第三限位部的外径小于所述第二限位部的外径形成第三限位台阶。

如上所述的密封结构，其中，所述弹性密封体为橡胶弹性密封体。

如上所述的密封结构，其中，所述公接头和所述母接头通过锥管螺纹连接。

如上所述的密封结构，其中，所述锥管螺纹采用55度锥管螺纹。

本实用新型还提出一种具有密封结构的钻杆，其中，所述钻杆包括串联连接的多个钻杆本体，相邻的两个所述钻杆本体之间通过如上所述的密封结构能拆卸地连接，各所述钻杆本体的两端分别设置有所述公接头和所述母接头。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

本实用新型提出的密封结构及具有密封结构的钻杆，钻杆的多个钻杆本体通过密封结构串联连接，公接头和母接头不但不通过螺纹连接，还在母接头内设置有密封组件，密封组件其一端的端面压紧在公接头的端面上，利用密封组件对公接头进行密封，进而钻杆密封性能的稳定性。

本实用新型提出的密封结构及具有密封结构的钻杆具有稳定的密封性，提高钻井作业的生产效率，降低钻井作业的油料消耗、停工损失等，其经济效益显著。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型提出的密封结构的结构示意图；

图2为本实用新型中密封组件的结构示意图；

图3为本实用新型中母接头的结构示意图；

图4为本实用新型中钻杆本体的结构示意图；

图5为本实用新型中具有密封结构的钻杆的结构示意图。

附图标记说明：

100、密封结构； 10、公接头；

11、端面； 20、20’、母接头；

21、第一安装部； 22、第二安装部；

23、第一限位台阶； 30、密封组件；

31、基体； 311、密封端；

312、安装端； 313、第一限位部；

314、第二限位部； 315、第三限位部；

32、弹性密封体； 200、钻杆；

210、210’、钻杆本体。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

如图1至图5所示，本实用新型提出的一种密封结构100，该密封结构100包括公接头10、母接头20和密封组件30，公接头10和母接头20均呈筒状，公接头10插装在母接头20内并与母接头20螺纹连接，密封组件30呈筒状并穿设在母接头20内，密封组件30其一端的端面压紧在公接头10的端面11上，且密封组件30与母接头20固定连接。

本实用新型还提出一种具有密封结构的钻杆200，该具有密封结构的钻杆200包括串联连接的多个钻杆本体210，相邻的两个钻杆本体210之间通过如上所述的密封结构100能拆卸地连接，各钻杆本体210的两端分别设置公接头10和母接头20。

本实用新型提出的密封结构100及具有密封结构的钻杆200，多个钻杆本体210通过密封结构100串联连接，公接头10和母接头20不但不通过螺纹连接，还在母接头20内设置有密封组件30，密封组件30其一端的端面压紧在公接头10的端面11上，利用密封组件30对公接头10进行密封，进而钻杆密封性能的稳定性。

本实用新型提出的密封结构100及具有密封结构的钻杆200具有稳定的密封性，提高钻井作业的生产效率，降低钻井作业的油料消耗、停工损失等，其经济效益显著。

在本实用新型一个可选的例子中，钻杆本体210的两端分别设置有公接头10和母接头20，一个钻杆本体210的公接头10插入其相邻的另一个钻杆本体210’的母接头20’内并与该母接头20’螺纹连接。

在本实用新型一个可选的实施方式中，密封组件30具有呈筒状的基体31，基体31的一端为密封端311，基体31的另一端为安装端312，密封端311朝向公接头10设置，安装端312与母接头20的内壁能拆卸地固定连接，密封端311的外壁上和密封端311的端面上包覆有弹性密封体32。采用上述结构，当两个钻杆本体210连接时，公接头10插入母接头20内并与母接头20螺纹连接，弹性密封体32与公接头10的端面11相接触，并在预紧力的作用下压紧在公接头10的端面上，以达到对连个钻杆本体210连接处的密封作用，防止压缩空气从连接处泄漏，以达到对压缩空气的密封作用。

在该实施方式一个可选的例子中，安装端312与母接头20的内壁螺纹连接，母接头20的内壁上设置有与密封端311对位配合地第一安装部21、与安装端312对位配合的第二安装部22，第二安装部22的内径小于第一安装部21的内径形成第一限位台阶23，弹性密封体32的一端顶抵于公接头10，弹性密封体32的另一端顶抵于第一限位台阶23，第二安装部22的内壁上开设有内螺纹，安装端312的外壁上开设有外螺纹。采用上述结构，第二安装部22与母接头20的内壁螺纹连接，当密封组件30损坏、失效后，操作人员可以快速地对密封组件30进行更换，只需耗时3～3分钟即可恢复钻杆200的密封性能；同时，第一限位台阶23对弹性密封体32具有限位作用，能够防止弹性密封体32移动，进一步保证密封结构100的密封性能。

在该实施方式一个可选的例子中，密封端311的外壁上设置有防止弹性密封体32轴向移动的限位部，以进一步保证密封结构100的密封性能。

在一个可选的的，限位部包括由密封端311至安装端312顺序设置的第一限位部313、第二限位部314和第三限位部315，第二限位部314的外径小于第一限位部313的外径形成第二限位台阶，第三限位部315的外径小于第二限位部314的外径形成第三限位台阶。采用上述结构，第一限位部313、第二限位部314和第三限位部315在密封端311的外壁上形成阶梯状结构，当弹性密封体32受到轴向的压力时，阶梯状结构能够有效防止弹性密封体32轴向移动，保证弹性密封体32对公接头10的密封效果。

在该实施方式一个可选的例子中，弹性密封体32为橡胶弹性密封体。

进一步的，基体31为碳素钢基体，橡胶弹性密封体通过浇注在基体31上，进而组合为密封组件30。

在本实用新型一个可选的实施方式中，公接头10和母接头20通过锥管螺纹连接。锥管螺纹本身也具备密封作用，能够同时满足传递扭矩和传输压缩空气的作用，进一步保证钻杆200的密封性能。

优选的，锥管螺纹采用55度锥管螺纹，该结构能够保证公接头10和母接头20之间具有最佳的连接效果和密封效果。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种密封结构，其特征在于，所述密封结构包括公接头、母接头和密封组件，所述公接头和所述母接头均呈筒状，所述公接头插装在所述母接头内并与所述母接头螺纹连接，所述密封组件呈筒状并穿设在所述母接头内，所述密封组件与所述母接头固定连接，且所述密封组件其一端的端面压紧在所述公接头的端面上。

2.如权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封组件具有呈筒状的基体，所述基体的一端为密封端，所述基体的另一端为安装端，所述密封端朝向所述公接头设置，所述安装端与所述母接头的内壁能拆卸地固定连接，所述密封端的外壁上和所述密封端的端面上包覆有弹性密封体。

3.如权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述安装端与所述母接头的内壁螺纹连接。

4.如权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述母接头的内壁上设置有与所述密封端对位配合地第一安装部以及与所述安装端对位配合的第二安装部，所述第二安装部的内径小于所述第一安装部的内径形成第一限位台阶，所述弹性密封体的一端顶抵于所述公接头，所述弹性密封体的另一端顶抵于所述第一限位台阶，所述第二安装部的内壁上开设有内螺纹，所述安装端的外壁上开设有外螺纹。

5.如权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述密封端的外壁上设置有防止所述弹性密封体轴向移动的限位部。

6.如权利要求5所述的密封结构，其特征在于，所述限位部包括由所述密封端至所述安装端顺序设置的第一限位部、第二限位部和第三限位部，所述第二限位部的外径小于所述第一限位部的外径形成第二限位台阶，所述第三限位部的外径小于所述第二限位部的外径形成第三限位台阶。

7.如权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述弹性密封体为橡胶弹性密封体。

8.如权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述公接头和所述母接头通过锥管螺纹连接。

9.如权利要求8所述的密封结构，其特征在于，所述锥管螺纹采用55度锥管螺纹。

10.一种具有密封结构的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括串联连接的多个钻杆本体，相邻的两个所述钻杆本体之间通过如权利要求1至9中任意一项所述的密封结构能拆卸地连接，各所述钻杆本体的两端分别设置有所述公接头和所述母接头。

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