[發明專利]一種旋轉密封總成

有效

• 申請號: 201210410033.4
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103775018A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 朱煥剛;楊德京;李建成;周鯤;萬秀琦;段光輝;于海葉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及一種旋轉密封總成，尤其涉及石油鉆井和修井作業用旋轉防噴器的旋轉密封總成。

背景技術

石油鉆井和修井作業過程中，特別是在欠平衡鉆井、氣體鉆井以及控制壓力鉆井過程中，要求在井口安裝一套旋轉防噴器來密封井眼與鉆柱之間的環形空間，旋轉防噴器應能隨鉆柱一起旋轉，并且能夠承受一定的井口壓力，防止鉆井液從井口噴出。旋轉防噴器一般包括安裝于井口的底座和可拆卸的旋轉密封總成，旋轉密封總成和底座之間通過液缸或者機械裝置（如螺栓）來進行固定。旋轉密封總成一般都含有軸承組和旋轉動密封圈，因此需要冷卻和潤滑系統。在現有的旋轉密封總成上，一般都有一個油口和兩個冷卻液口，冷卻潤滑油通過油口進入旋轉密封總成，對軸承和旋轉密封總成的下動密封圈進行強制潤滑；冷卻液通過兩個冷卻液口實現循環，對旋轉密封總成的上動密封圈進行冷卻。

現有的旋轉密封總成的下部密封無法實現自動補償密封，工作一定時間后密封圈受到磨損，密封能力顯著下降，密封壽命有限。由于對軸承組進行冷卻的潤滑油直接經過下部密封進入井口環空，潤滑油是不斷損耗的，要求潤滑油油泵排量很小，因此對軸承組的冷卻能力有限。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的問題，提供一種可以對軸承組進行充分冷卻潤滑、下密封可以進行自動補償密封的旋轉密封總成。

本發明的技術方案：一種旋轉密封總成，包括套裝在內筒外部的殼體、設在內筒和殼體之間的軸承組、以及封堵在殼體上下端口的上、下端蓋和密封件，其特征在于:?在上、下端蓋與殼體對合面上設有中間環形溝槽，靠近中間環形溝槽的端蓋外周邊和內周邊分別開設密封件槽，密封件安裝在密封件槽后分別與殼體和內筒形成密封配合；內筒和殼體中部分別設置凸出擋環，軸承組沿軸向疊置在凸出擋環之間和上下，軸承組的上、下端面分別與上、下端蓋的內端面形成軸向擠壓配合；殼體上沿軸向設置一組密封圈冷卻孔道和一組軸承組冷卻孔道，其中，密封圈冷卻孔道是由一條沿殼體上端面開口向下延伸至下端蓋的中間環形溝槽的冷卻孔道，和殼體上貫通于下、下端蓋的中間環形溝槽的冷卻孔道，以及與上端蓋的中間環形溝槽貫通的上端蓋孔道組成；軸承組冷卻孔道是由兩條沿殼體上端面開口后分別向下延伸至軸承組上、下端面的冷卻孔道組成；上端蓋外周邊還設有分別與密封圈冷卻孔道和軸承組冷卻孔道貫通的通孔。

上述方案進一步包括：上、下端蓋與軸承組的上、下端面對合處分別設有外凸沿，外凸沿上開設徑向通孔，徑向通孔與軸承組冷卻孔道貫通。

所述的上端蓋內周邊密封件槽為雙密封件槽，上、下密封件槽分別安裝防塵圈和上旋轉動密封件；所述的下端蓋內周邊密封件槽為軸向半封閉環形溝槽，環形溝槽的槽底靠近軸承組，并與中間環形溝槽連通，環形溝槽底部和封閉部分設有活塞和活塞密封圈，活塞下部的開放環空內設置下旋轉動密封，旋轉動密封下部由連接在下端蓋上的密封圈壓盤固定。

上端蓋內壁的上旋轉動密封采用Kalsi旋轉動密封；下端蓋內壁的下旋轉動密封采用是V型組合密封圈。

本發明具有以下優點：（1）下部密封可以通過控制密封圈冷卻孔道中液壓油壓力的大小來控制下部旋轉動密封的壓緊程度，從而控制密封圈的密封能力，實現自動補償密封，提高了密封圈的使用壽命；（2）上部和下部密封采用了獨立的冷卻孔道進行冷卻，帶走了密封圈產生的熱量，防止了密封圈的燒結，提高了密封壽命；（3）獨立的軸承組冷卻潤滑油孔道，很好的保證了軸承組的潤滑和冷卻；（4）軸承組內的潤滑油壓力始終大于井筒內液體的壓力，保證了鉆井和修井作業的順利進行，而且可以通過降低下部密封冷卻系統的壓力，使得潤滑油達到部分漏失，漏失的潤滑油經過下部密封圈與內筒之間的間隙進入井筒環空，可以很好的對下部密封進行潤滑，延長了下部密封的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明一種旋轉密封總成的示意圖。

圖2是本發明一種旋轉密封總成的A-A向剖視圖。

圖1中：?1.上端蓋孔道,2.上端蓋,3.上部環形溝槽A（即密封件槽之一）,4.密封圈冷卻孔道A,5.中間環形溝槽A,6.下部環形溝槽A（即密封件槽之二）,7.軸承組,8.殼體,9.內筒,10.上部環形溝槽C（即密封件槽之三）,11.環形溝槽I,12.活塞密封圈,13.活塞,14.中間環形溝槽B,15.下旋轉動密封,16.下部環形溝槽C（即密封件槽之四）,17.下端蓋,18.密封圈壓蓋,19.密封圈冷卻孔道B,20.下部環形溝槽B（即密封件槽之五）,21.上部環形溝槽B（即密封件槽之六）。