CN218265834U - 一种机械密封式高压冲管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械密封式高压冲管，包括上接管、中心管和下接管，中心管的外径分别与上接管的下管口的内径以及下接管的上管口的外径相适配，中心管通过弹性浮动机构安装在上接管的底端，以使中心管的上端伸入至上接管的下管口的中心腔室内并能沿轴向滑动；中心管底部固接静摩擦环，下接管顶部固接动摩擦环，静摩擦环的下表面受弹性浮动机构的作用与动摩擦环的上表面之间形成密封贴合。本实用新型采用更为简单的结构设计，改变现有机械冲管的复杂结构，减少了零部件的数量，降低制造成本。采用了内置弹簧的弹性浮动机构来驱动静摩擦环和动摩擦环之间的机械密封，使弹性浮动机构整体受环境影响更小，避免泥浆和外部环境侵蚀，密封效果更好。

Description

一种机械密封式高压冲管

技术领域

本实用新型涉及高压冲管技术领域，特别涉及一种机械密封式高压冲管。

背景技术

冲管是钻井作业中必不可少的零部件，一般连接在顶驱和鹅颈管泥浆管道之间，或钻井水龙头和泥浆管之间，用于将钻井泵输出的高压泥浆输送至井下钻头中，起到连接转动部件和非转动部件的作用。其使用环境压力高、零件易磨损，有较大震动、密封性要求较高。特殊的使用环境，导致冲管使用寿命短暂，实际生产中短则几天时间可能就需要更换一次新的冲管。

中国发明专利文件CN201510346602.7公开了一种冲管总成，包括：动环；静环；连接到动环的下由壬；上由壬；和弹性浮动装置，所述静环通过该弹性浮动装置连接到所述上由壬。弹性浮动装置包括：浮动构件，所述浮动构件连接到所述静环；固定构件，所述固定构件连接到所述上由壬并且引导所述浮动构件；和弹性构件，所述弹性构件安装在所述浮动构件与所述固定构件之间，使得浮动构件能够相对于固定构件轴向地往复运动。所述冲管总成还包括冲管，所述冲管通过波形卡簧悬挂地安装在所述上由壬和所述弹性浮动装置的固定构件内。这种冲管整体结构设计非常复杂，使用零部件较多，制作成本较大，造价高。同时，其将弹性构件外置，使得弹簧受环境影响更大，在冲管使用的特殊环境下，极其容易受到泥浆和外部腐蚀物的侵蚀，减少了弹性构件的使用寿命，影响了整体的密封性能。

实用新型内容

针对背景技术中提到的技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，造价低，且耐高压、耐磨损、密封性更好的机械密封式高压冲管。

本实用新型采用如下的技术方案：一种机械密封式高压冲管，包括上接管、中心管和下接管，中心管的外径分别与上接管的下管口的内径以及下接管的上管口的外径相适配，中心管通过弹性浮动机构安装在上接管的底端，以使中心管的上端伸入至上接管的下管口的中心腔室内并能沿轴向滑动；中心管底部固接静摩擦环，下接管顶部固接动摩擦环，静摩擦环的下表面受弹性浮动机构的作用与动摩擦环的上表面之间形成密封贴合。

进一步的，旋转驱动组件包括驱动电机和传动机构，所述弹性浮动装置包括分别与上接管连接的第一旋接螺母和第二旋接螺母，所述第一旋接螺母位于第二旋接螺母的下端，所述第一旋接螺母底部设有定位环，所述中心管外周设有定位凸台，所述定位环与所述定位凸台相配合以使所述中心管悬挂地安装在所述第一旋接螺母内，所述中心管与所述第一旋接螺母之间形成预留间隙，所述预留间隙内安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述上接管的底端抵接，相对的另一端与所述定位凸台抵接。

进一步的，所述中心管的外周面与上接管的中心腔室之间设置有密封环。

进一步的，所述中心管的顶端设有倒锥形的导流入口。

进一步的，所述静摩擦环与动摩擦环均为金属环，且在二者的接触面均设置有结合在金属环径向内侧的陶瓷内环。

进一步的，所述静摩擦环与中心管之间、动摩擦环与下接管之间均径向设置有O形密封圈。

进一步的，所述上接管的上管口内径大于上接管的下管口的内径，所述上接管的上管口内设置有上密封圈。

进一步的，所述下接管的下管口内径大于下接管的上管口的内径，所述下接管的下管口内设置有下密封圈。

与现有技术相比，本实用新型设计的机械密封式高压冲管具有如下优点：

本实用新型采用更为简单的结构设计，改变现有机械冲管的复杂结构，减少了零部件的数量，降低制造成本。

本实用新型采用了内置弹簧的弹性浮动机构来驱动静摩擦环和动摩擦环之间的机械密封，使弹性浮动机构整体受环境影响更小，避免泥浆和外部环境侵蚀，密封效果更好。

本实用新型将易损件静摩擦环和动摩擦环均采用径向密封的方式分别安装在中心管和下接管上，较传统的端面密封方式相比，能够在出现震动或松动环境下保持良好的密封性能。

附图说明

图1为本实用新型的机械密封式高压冲管的整体结构示意图；

图2为本实用新型的机械密封式高压冲管剖面示意图；

其中：

1-上接管、2-中心管、3-下接管、4-静摩擦环、5-动摩擦环、6-第一旋接螺母、7-第二旋接螺母、8-压缩弹簧、9-密封环、10-陶瓷内环、11-O形密封圈、12-上密封圈、13-下密封圈、14-安装孔、15-冲击台阶、21-定位凸台、22-导流入口、61-定位环、62-安装孔、71-安装孔。

具体实施方式

以下，为了便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现参照附图来做进一步说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1和2所示，为本实用新型的机械密封式高压冲管的实施例整体结构示意图和剖视图，本实施例包括上接管1和下接管3，上接管1的上管口内径大于上接管1的下管口的内径，上接管1的上管口内设置有上密封圈12。下接管3的下管口内径大于下接管3的上管口的内径，下接管3的下管口内设置有下密封圈13。具体实施时，下接管3安装在回转部件上，如顶驱或其他回转设备的上端，能跟随其进行旋转。本实施例还包括中心管2，中心管2的外径分别与上接管1的下管口的内径以及下接管3的上管口的外径相适配，如图2所示，中心管2通过弹性浮动机构安装在上接管1的底端，以使中心管2的上端伸入至上接管1的下管口中心腔室内并能沿上接管1的下管口的轴向进行上下滑动。在中心管2底部固接静摩擦环4，在下接管3顶部固接动摩擦环5，静摩擦环4的下表面受弹性浮动机构的作用与动摩擦环5的上表面之间形成密封贴合。

本实用新型采用更为简单的结构设计，改变现有机械冲管的复杂结构，减少了零部件的数量，降低制造成本。

在本实施例中，弹性浮动机构包括分别与上接管1连接的第一旋接螺母6和第二旋接螺母7，第一旋接螺母6位于第二旋接螺母7的下端，安装时二者紧密连接，形成双螺母防松互锁结构。本实施例中，第一旋接螺母6底部设有定位环61，中心管2外周设有定位凸台21，定位环61与定位凸台21相配合以使中心管2悬挂地安装在第一旋接螺母6内，中心管2与第一旋接螺母6之间形成预留间隙，预留间隙内安装有压缩弹簧8，压缩弹簧8一端与上接管1的底端抵接，相对的另一端与定位凸台21抵接。

本实用新型采用了内置弹簧的弹性浮动机构来驱动静摩擦环和动摩擦环之间的机械密封，使弹性浮动机构整体受环境影响更小，避免泥浆和外部环境侵蚀，密封效果更好。

本实施例中，中心管2的外周面与上接管的下管口中心腔室之间设置有密封环9，从而确保内部的密封效果，避免高压泥浆渗出。

另外，如图2所示，在本实施例中，中心管2的顶端设有倒锥形的导流入口22。当高压泥浆从上接管1内流向中心管2的的导流入口22时，一方面能更好的从倾斜边沿流入中心管2，另一方面也能对导流入口22的边沿施加向下的压力，从而使得位于中心管2底部的静摩擦环4和下接管3顶部的动摩擦环5更保持更好的密封效果。

在本实施例中，静摩擦环4与动摩擦环5均为金属环，且在二者的接触面均设置有结合在金属环径向内侧的陶瓷内环10。陶瓷内环10和金属环配合在弹性浮动机构的作用下相互抵接。

另外，在本实施例中，静摩擦环4与中心管2之间、动摩擦环5与下接管3之间均径向设置有O形密封圈11。本实施例将易损件静摩擦环和动摩擦环均采用径向密封的方式分别安装在中心管和下接管上，较传统的端面密封方式相比，能够在出现震动或松动环境下保持良好的密封性能。

以下为本实施例的安装流程，具体步骤可根据实际情况进行调整：

首先将安装好下密封圈13的下接管3安装在回转部件的上端。如图1所示，安装时可通过下接管3上的安装孔14或冲击台阶15，利用拆装工具进行旋扣安装，安装孔31或冲击台阶32可在下接管3的圆周均布4-6组。

其次，在上接管1安装好上密封圈12，将第二旋接螺母7旋入上接管1下端。将中心管2装入上接管1的下管口中心腔室内，并通过密封环9进行密封。将压缩弹簧8装入中心管2与第一旋接螺母6之间形成预留间隙内，一并旋入上接管1下端，压缩弹簧8一端与上接管1的底端抵接，相对的另一端与定位凸台21抵接，使得压缩弹簧8保持压缩状态。安装时，可利用第一旋接螺母6和第二旋接螺母7外周设置的安装孔62和安装孔71，采用勾头扳手通旋扣安装，相应的，安装孔62和安装孔71可沿圆周均布4-8个。

再次，将上接管1安装在鹅颈管上，同样的，安装时可通过上接管1上的安装孔14或冲击台阶15，利用拆装工具进行旋扣安装，安装孔4或冲击台阶15可在上接管1的圆周均布4-6组。将静摩擦环4安装在中心管2的下端，将动摩擦环5安装在下接管3的顶端，具体安装时静摩擦环4和动摩擦环5可采用卡销卡接。调节中心管2向下移动，直到静摩擦环4和动摩擦环5相互接触。此时压缩弹簧8向下推动中心管2，使静摩擦环4和动摩擦环5之间有一定的预压力。此时，再利用第二旋接螺母7将第一旋接螺母6锁紧。

当泥浆无压力流过时，静摩擦环4和动摩擦环5依靠压缩弹簧8的推力进行密封，静摩擦环4和动摩擦环5之间的光滑表面相互旋转摩擦，在压缩弹簧8的推力作用下，始终保持内部空间密封。

当泥浆压力逐渐增大时，除依靠压缩弹簧8的推力进行密封外，高压泥浆形成的压力会在中心管2顶端导流入口22形成压力差，并作用在中心管2的入口斜面上，形成压力平衡，从而可使高压泥浆始终保持在密封筒内而不发生外溢。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械密封式高压冲管，其特征在于，包括上接管(1)、中心管(2)和下接管(3)，中心管(2)的外径分别与上接管(1)的下管口的内径以及下接管(3)的上管口的外径相适配，中心管(2)通过弹性浮动机构安装在上接管(1)的底端，以使中心管(2)的上端伸入至上接管(1)的下管口中心腔室内并能沿轴向滑动；中心管(2)底部固接静摩擦环(4)，下接管(3)顶部固接动摩擦环(5)，静摩擦环(4)的下表面受弹性浮动机构的作用与动摩擦环(5)的上表面之间形成密封贴合。

2.根据权利要求1所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述弹性浮动机构包括分别与上接管(1)连接的第一旋接螺母(6)和第二旋接螺母(7)，所述第一旋接螺母(6)位于第二旋接螺母(7)的下端，所述第一旋接螺母(6)底部设有定位环(61)，所述中心管(2)外周设有定位凸台(21)，所述定位环(61)与所述定位凸台(21)相配合以使所述中心管(2)悬挂地安装在所述第一旋接螺母(6)内，所述中心管(2)与所述第一旋接螺母(6)之间形成预留间隙，所述预留间隙内安装有压缩弹簧(8)，所述压缩弹簧(8)一端与所述上接管(1)的底端抵接，相对的另一端与所述定位凸台(21)抵接。

3.根据权利要求2所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述中心管(2)的外周面与上接管的下管口中心腔室之间设置有密封环(9)。

4.根据权利要求3所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述中心管(2)的顶端设有倒锥形的导流入口(22)。

5.根据权利要求1所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述静摩擦环(4)与动摩擦环(5)均为金属环，且在二者的接触面均设置有结合在金属环径向内侧的陶瓷内环(10)。

6.根据权利要求5所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述静摩擦环(4)与中心管(2)之间、动摩擦环(5)与下接管(3)之间均径向设置有O形密封圈(11)。

7.根据权利要求1所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述上接管(1)的上管口内径大于上接管(1)的下管口的内径，所述上接管(1)的上管口内设置有上密封圈(12)。

8.根据权利要求1所述的机械密封式高压冲管，其特征在于，所述下接管(3)的下管口内径大于下接管(3)的上管口的内径，所述下接管(3)的下管口内设置有下密封圈(13)。

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