[發明專利]鉆機的供水或供氣系統用雙保險且耐高壓的旋轉密封裝置

在審

• 申請號: 201811459050.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109282036A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 肖海燕;湯亮;佘國斌
• 申請（專利權）人: 恒天九五重工有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J15/324;F16J15/3268;F16J15/3208;E21B12/00
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明提供了一種鉆機的供水或供氣系統用雙保險且耐高壓的旋轉密封裝置，包括轉軸，轉軸外套設有套筒，轉軸徑向外壁與套筒的內壁之間設置有密封組合件，補償彈簧套設在轉軸外擋圈與密封組合件之間或壓裝組件與密封組合件之間；擋圈徑向內壁嵌設有減壓環，擋圈徑向內壁對應減壓環軸向內側區域與轉軸徑向外壁之間保持有徑向間隙，該徑向間隙形成一個環流槽；密封組合件的外側設置有二次密封圈。本發明使密封組合件在工作過程中發生磨損后可在補償彈簧的作用下對徑向間隙進行自動補償，二次密封圈作為第二道密封結構，起雙保險密封作用，密封組合件的軸向內側設置有減壓環，在高壓水流或氣流的驅動下而形成渦流層，從而具有耐高壓的性能。

技術領域

本發明涉及非開挖施工技術中領域中的水平定向鉆機及地質鉆探用全液壓鉆機技術，尤其是一種水平定向鉆機的供水或供氣系統用雙保險且耐高壓的旋轉密封裝置。

背景技術

水平定向鉆機的鉆孔為擠壓式鉆孔，即鉆孔的方式為鉆頭將泥土往徑向外圍擠壓，泥土并不會排出地面，因此鉆頭在鉆進過程中受到的阻力很大，鉆頭與地層間的巨大摩擦力會造成鉆頭與之接觸面溫度急劇升高而改變鉆具材料的金相組織而降低其使用性能，對地下鋪設管網技術又影響其成孔和拉管質量,必需通過泥漿或空壓系統提供壓力介質(如高壓水或高壓氣體)對鉆進處的石頭泥土障礙物軟化和轉移，另一方面，泥漿或空壓系統的壓力介質還起到對鉆頭和鉆桿進行冷卻的作用，防止鉆頭因高溫發生性能變化而影響鉆頭的鉆削能力。通常的做法是在動力頭主軸末端裝一旋轉密封裝置，旋轉密封裝置的主要功能是將冷卻液或冷卻空氣輸入鉆桿冷卻鉆頭，其密封性能的好壞直接關系到鉆頭的冷卻與鉆進效果，從而關系到整套設備的使用效果和施工質量效果。

目前用于鉆機的旋轉密封裝置普遍存在的問題是密封高壓空氣或壓力水的能力較差，在長時間的旋轉動態使用過程中由于密封圈的磨損而導致密封圈的密封自緊力變小，高壓空氣或壓力水容易從旋轉的轉軸和密封件間滲漏，從而對設備的正常工作造成影響。因此，現有技術中需要一種方案來解決這個問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種水平定向鉆機的供水或供氣系統用雙保險且耐高壓的旋轉密封裝置，以解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種水平定向鉆機的供水或供氣系統用雙保險且耐高壓的旋轉密封裝置，包括轉軸1，轉軸外套設有套筒2，轉軸徑向外壁與套筒的內壁之間設置有密封組合件4，密封組合件為圓筒狀結構。工作過程中，轉軸跟隨動力頭主軸轉動，密封組合件的徑向內壁為主要磨損面，套筒的內壁于密封組合件4軸向內側(即靠近冷卻介質入口20的一側)凸設有擋圈24，擋圈24用于直接或間接擋住密封組合件4軸向一端的端面，密封組合件4軸向另一端的端面由壓裝組件壓緊。

所述旋轉密封裝置還包括補償彈簧3，補償彈簧套設在轉軸外的擋圈與密封組合件之間或壓裝組件與密封組合件之間，補償彈簧的彈力方向沿轉軸軸向方向設置。

所述補償彈簧與密封組合件均為對稱設置的兩組，一組密封組合件對應一個擋圈、一組補償彈簧及一組壓裝組件，兩組密封組合件對稱分布在冷卻介質入口兩側，一組密封組合件與轉軸連接動力頭主軸的一端對應，另一組密封組合件與轉軸另一端相對應。

補償彈簧與密封組合件端面之間的接觸點應當位于密封組合件軸向端面靠近徑向外緣位置，以使得內壁有一定磨損后的密封組合件在受到軸向擠壓力時，其變形方向主要為沿徑向方向向內(即由外壁指向內壁的方向)，而不是隨意的徑向變形，從而補償密封組合件徑向內壁發生的磨損，延長密封組合件的壽命。

補償彈簧選用普通的圓柱螺旋彈簧(參見圖1)，只要將圓柱螺旋彈簧的內徑設置成使彈簧絲靠近密封組合件端面的邊緣位置，即可對密封組合件壓縮變形方向進行引導。

所述兩組壓裝組件中至少一組包括調整鎖位螺母67，調整鎖位螺母67設有與轉軸1外螺紋匹配的內螺紋，調整鎖位螺母旋設在轉軸上，調整鎖位螺母直接或間接沿軸向方向旋緊在轉軸上而將套筒內的補償彈簧與密封組合件壓緊。