[發(fā)明專利]一種超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110587141.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN113323594A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李艷增;王耀鋒;許幸福;薛偉超;王春光;黃鶴;唐輝;蘇偉偉;張東旭;劉春剛;汪開旺;高中寧;韓兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B17/00
• 分類號(hào): E21B17/00;E21B17/02
• 代理公司: 沈陽易通專利事務(wù)所 21116
• 代理人: 邢慧清

本發(fā)明公開了一種超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿，該鉆桿包括鉆桿本體，在所述超高壓密封鉆桿本體的前端外周面上設(shè)有第一軸向密封結(jié)構(gòu)，鉆桿本體的后端內(nèi)周面上設(shè)有第二軸向密封結(jié)構(gòu)，所述第一軸向密封結(jié)構(gòu)包括第一直軸導(dǎo)向段、第一內(nèi)錐密封錐螺紋、第一O型圈和第一直角滑環(huán)，所述第二軸向密封結(jié)構(gòu)包括從后向前依次設(shè)置的第一外錐密封錐螺紋和第一內(nèi)圓柱孔段。本發(fā)明的超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿的超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)由間隙密封、組合密封、錐螺紋密封組成多重密封，該密封結(jié)構(gòu)的最高承壓可達(dá)400MPa，甚至更高，具有耐壓高，安裝順暢，重復(fù)拆卸次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆桿密封技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿。

背景技術(shù)

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中仍占有重要比重，伴隨著煤炭開采新興技術(shù)與裝備的不斷投用，煤礦開采以每年約10～20m的速度向深部不斷延深，深部煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害逐步成為制約煤礦安全高效生產(chǎn)的主要問題。深部礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理更趨復(fù)雜，須從煤層瓦斯抽采達(dá)標(biāo)和有效卸壓的角度進(jìn)行災(zāi)害防治。對(duì)煤層進(jìn)行水力化卸壓增透措施具有事半功倍的效果，深部高應(yīng)力條件下中硬、硬煤擴(kuò)孔卸壓、增透需要大幅度提高水射流壓力，進(jìn)而提高破煤效率及破煤深度，解決當(dāng)前深部礦井煤巖動(dòng)力災(zāi)害局面。

目前，通常超高壓定義為壓強(qiáng)超過100Mpa，壓力介于100～280Mpa之間。在間隙相同的情況下，超高壓系統(tǒng)會(huì)比高壓泄漏量大幾倍或幾十倍；另一方面因流量小，稍有泄漏就會(huì)嚴(yán)重影響超高壓系統(tǒng)的升壓或保壓性能。當(dāng)流體介質(zhì)壓力超過100MPa時(shí)，單純依靠單個(gè)或者多個(gè)O型圈、Y型密封圈、組合密封圈等很難滿足密封要求和重復(fù)安裝使用的實(shí)際需要，進(jìn)而影響水力化措施的使用安全和應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿。本發(fā)明的超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿的超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)由間隙密封、組合密封、錐螺紋密封組成多重密封，該密封結(jié)構(gòu)的最高承壓可達(dá)400MPa，甚至更高，具有耐壓高，安裝順暢，重復(fù)拆卸次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種超高壓軸向密封結(jié)構(gòu)鉆桿，該鉆桿包括鉆桿本體，在所述超高壓密封鉆桿本體的前端外周面上設(shè)有第一軸向密封結(jié)構(gòu)，鉆桿本體的后端內(nèi)周面上設(shè)有第二軸向密封結(jié)構(gòu)，所述第一軸向密封結(jié)構(gòu)包括第一直軸導(dǎo)向段、第一內(nèi)錐密封錐螺紋、第一O型圈和第一直角滑環(huán)，在所述第一直軸導(dǎo)向段上設(shè)有矩形凹槽，在環(huán)槽內(nèi)安裝有第一O型圈和第一直角滑環(huán)，在所述第一直軸導(dǎo)向段的后端設(shè)有第一內(nèi)錐密封錐螺紋；所述第二軸向密封結(jié)構(gòu)包括從后向前依次設(shè)置的第一外錐密封錐螺紋和第一內(nèi)圓柱孔段；所述第一直軸導(dǎo)向段和第一內(nèi)圓柱孔段為同心，且第一內(nèi)圓柱孔段內(nèi)徑大于第一直軸導(dǎo)向段外徑；當(dāng)多個(gè)超高壓密封鉆桿依次首尾相連時(shí)，相鄰兩個(gè)超高壓密封鉆桿的第一軸向密封結(jié)構(gòu)與第二軸向密封結(jié)構(gòu)相配合，所述第一O型圈、第一直角滑環(huán)順序安裝在矩形凹槽內(nèi)形成組合密封；第一直軸導(dǎo)向段和第一內(nèi)圓柱孔段相配合形成間隙密封，降低高壓水向組合密封的泄露和壓力傳遞；第一內(nèi)錐密封錐螺紋和第一外錐密封錐螺紋相配合形成錐螺紋密封。

進(jìn)一步地，所述超高壓密封鉆桿本體為中空?qǐng)A柱體型，在所述超高壓密封鉆桿本體內(nèi)的第二軸向密封結(jié)構(gòu)前端設(shè)有與所述第一內(nèi)圓柱孔段同軸設(shè)置的圓形通孔。

進(jìn)一步地，在所述超高壓密封鉆桿本體外周壁上設(shè)有螺旋凹槽。

進(jìn)一步地，所述超高壓密封鉆桿本體為中空?qǐng)A柱體型，在所述超高壓密封鉆桿本體內(nèi)的第二軸向密封結(jié)構(gòu)前端設(shè)有與所述第一內(nèi)圓柱孔段同軸設(shè)置的階梯孔。

進(jìn)一步地，在所述超高壓密封鉆桿本體外周壁上設(shè)有向鉆桿本體外側(cè)凸出的螺旋葉片。

進(jìn)一步地，所述第一直軸導(dǎo)向段頂部設(shè)有第一倒角，所述第一倒角角度為30°～60°。

進(jìn)一步地，所述第一O型圈和第一直角滑環(huán)安裝順序?yàn)樗畨毫Ψ较蛞来伟惭b。

進(jìn)一步地，所述矩形凹槽前端到第一直軸導(dǎo)向段頂端距離D大于15mm。