機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成及頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，包括用于連接鵝頸管的第一由壬頭；與第一由壬頭軸向固定的密封滑套，密封滑套的上端與第一由壬頭之間密封連接；上端與密封滑套下端套接的承壓浮動(dòng)體，承壓浮動(dòng)體與密封滑套的下端之間密封連接且可軸向滑動(dòng)；與承壓浮動(dòng)體周向固定的密封靜環(huán)，密封靜環(huán)上端面與承壓浮動(dòng)體的下端之間密封連接；上端面與密封靜環(huán)的下端面緊密壓合的密封動(dòng)環(huán)；與密封動(dòng)環(huán)周向固定的第二由壬頭，第二由壬頭的上端面與密封動(dòng)環(huán)的下端面密封連接。還公開(kāi)了具有該沖管總成的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用機(jī)械密封方式，可增加頂部驅(qū)動(dòng)裝置的沖管使用壽命，減少因更換和維修沖管密封件所造成的停轉(zhuǎn)時(shí)間，提高作業(yè)時(shí)效等。
【專利說(shuō)明】機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成及頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油井頂部驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成及頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置是當(dāng)今石油鉆井的前沿技術(shù)與裝備，是近代鉆井裝備的三大技術(shù)成果(交直流變頻電驅(qū)系統(tǒng)和井下鉆頭增壓系統(tǒng))之一。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)是20世紀(jì)末期，美國(guó)、法國(guó)、挪威等國(guó)家研制應(yīng)用的一種新型的鉆井系統(tǒng)?，F(xiàn)在已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。它適用性極廣，從2000米到9000米的井深都可以使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)；從世界鉆井機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)上看，它符合21世紀(jì)鉆井自動(dòng)化的歷史潮流。現(xiàn)在，我國(guó)赴國(guó)外打井的隊(duì)伍，如果沒(méi)有安裝該系統(tǒng)將不允許在投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)中中標(biāo)，由此可見(jiàn)，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)已經(jīng)到了非用不可的地步。
[0003]所謂的頂部驅(qū)動(dòng)裝置，就是可以直接從井架空間上部直接旋轉(zhuǎn)鉆柱，并沿井架內(nèi)專用導(dǎo)軌向下送進(jìn)，完成鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，循環(huán)鉆井液、接單根、上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作的鉆井機(jī)械設(shè)備。其中，沖管總成是頂部驅(qū)動(dòng)裝置的重要組成部分之一，現(xiàn)有技術(shù)中的沖管總成的靜止部分與旋轉(zhuǎn)部分之間采用橡膠盤(pán)根密封方式進(jìn)行密封，這種橡膠盤(pán)根密封方式存在使用壽命短，需要頻繁的定期維護(hù)，不適用于高溫場(chǎng)合等問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成及頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，包括:
[0006]用于連接鵝頸管的第一由壬頭；
[0007]與所述第一由壬頭軸向固定的密封滑套，所述密封滑套的上端與所述第一由壬頭之間密封連接；
[0008]上端與所述密封滑套下端套接的承壓浮動(dòng)體，所述承壓浮動(dòng)體與所述密封滑套的下端之間密封連接且可軸向滑動(dòng)；
[0009]與所述承壓浮動(dòng)體周向固定的密封靜環(huán)，所述密封靜環(huán)上端面與所述承壓浮動(dòng)體的下端之間密封連接；
[0010]上端面與所述密封靜環(huán)的下端面緊密壓合以形成機(jī)械密封的密封動(dòng)環(huán)；
[0011]與所述密封動(dòng)環(huán)周向固定用于連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的第二由壬頭，所述第二由壬頭的上端面與所述密封動(dòng)環(huán)的下端面密封連接。
[0012]優(yōu)選地，所述密封滑套與所述承壓浮動(dòng)體之間設(shè)有彈性機(jī)構(gòu)，以迫使所述承壓浮動(dòng)體將所述密封靜環(huán)壓緊于所述密封動(dòng)環(huán)上。
[0013]優(yōu)選地，所述承壓浮動(dòng)體的下端設(shè)有沿軸向向下凸出的第一防轉(zhuǎn)銷，所述密封靜環(huán)上與所述第一防轉(zhuǎn)銷相對(duì)的第一定位孔，所述第一防轉(zhuǎn)銷的下端插入所述第一定位孔，以使所述密封靜環(huán)與與所述承壓浮動(dòng)體周向固定。
[0014]優(yōu)選地，所述第二由壬頭的上端設(shè)有沿軸向向上凸出的第二防轉(zhuǎn)銷，所述密封動(dòng)環(huán)上與所述第二防轉(zhuǎn)銷相對(duì)的第二定位孔，所述第二防轉(zhuǎn)銷的下端插入所述第二定位孔，以使所述密封動(dòng)環(huán)與與所述第二由壬頭周向固定。
[0015]優(yōu)選地，所述密封滑套包括滑套本體，所述滑套本體上端沿徑向向外凸出形成有第一環(huán)形部，所述第一環(huán)形部設(shè)有螺紋孔；
[0016]所述承壓浮動(dòng)體包括與所述滑套本體下端套接的承壓套筒，所述承壓套筒下端沿徑向向外凸出形成有第二環(huán)形部，所述第二環(huán)形部設(shè)有與所述螺紋孔相對(duì)的通孔；
[0017]所述彈性機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)所述通孔與所述螺紋孔螺紋配合的螺栓及套設(shè)于所述螺栓上的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的上端與所述第一環(huán)形部相抵，下端與所述第二環(huán)形部相抵。
[0018]優(yōu)選地，所述密封靜環(huán)上端面與所述承壓浮動(dòng)體的下端面之間設(shè)有第一密封圈，以使所述密封靜環(huán)與所述承壓浮動(dòng)體密封連接。
[0019]優(yōu)選地，所述第二由壬頭的上端面與所述密封動(dòng)環(huán)的下端面之間設(shè)有第二密封圈，以使所述密封動(dòng)環(huán)與所述第二由壬頭密封連接。
[0020]一種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，包括如上所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用機(jī)械密封方式實(shí)現(xiàn)密封，相對(duì)于盤(pán)根密封方式，大大增加頂部驅(qū)動(dòng)裝置的沖管的使用壽命(約4-8倍)，減少因更換和維修沖管密封件所造成的停轉(zhuǎn)時(shí)間，提高作業(yè)時(shí)效，同時(shí)，本實(shí)用新型的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成為免維護(hù)式機(jī)械密封，減少傳統(tǒng)密封所需的每日二次的檢查和維護(hù)時(shí)間，可以使用在溫度更高的場(chǎng)合，使用環(huán)境受泥漿性能的影響較小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:第一由壬頭10 ;密封滑套20 ;第一環(huán)形部201 ;承壓浮動(dòng)體30 ;第二環(huán)形部301 ;第一密封圈302 ;密封靜環(huán)40 ;第一防轉(zhuǎn)銷401 ;密封動(dòng)環(huán)50 ;第二防轉(zhuǎn)銷501 ；第二由壬頭60 ;第二密封圈601 ;螺栓70 ;壓縮彈簧71。
[0024]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以便更清楚、直觀地理解本實(shí)用新型的發(fā)明實(shí)質(zhì)。
[0026]參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，包括第一由壬頭10、密封滑套20、承壓浮動(dòng)體30、密封靜環(huán)40、密封動(dòng)環(huán)50及第二由壬頭60。
[0027]具體的，第一由壬頭10用于連接鵝頸管。密封滑套20與所述第一由壬頭10軸向固定，且該密封滑套20的上端與第一由壬頭10之間密封連接。承壓浮動(dòng)體30上端與所述密封滑套20下端套接，且該承壓浮動(dòng)體30與密封滑套20的下端之間密封連接且可軸向滑動(dòng)。密封靜環(huán)40與承壓浮動(dòng)體30周向固定，且該密封靜環(huán)40上端面與所述承壓浮動(dòng)體30的下端之間密封連接。密封動(dòng)環(huán)50上端面與所述密封靜環(huán)40的下端面緊密壓合以形成機(jī)械密封。第二由壬頭60與所述密封動(dòng)環(huán)50周向固定用于連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸，且該第二由壬頭60的上端面與密封動(dòng)環(huán)50的下端面密封連接。
[0028]也就是說(shuō)，第一由壬頭10、密封滑套20、承壓浮動(dòng)體30及密封靜環(huán)40等構(gòu)成沖管總成的上半部分，且第一由壬頭10、密封滑套20、承壓浮動(dòng)體30及密封靜環(huán)40彼此之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；而密封動(dòng)環(huán)50與第二由壬頭60與密封動(dòng)環(huán)50等構(gòu)成沖管總成的下半部分，且第二由壬頭60與密封動(dòng)環(huán)50之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，由于上半部分的重力作用，使得密封靜環(huán)40與緊緊地貼合在密封動(dòng)環(huán)50上。
[0029]在具體使用工作過(guò)程中，第一由壬頭10與鵝頸管連接，第二由壬頭60與驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸連接，如此，第二由壬頭60與密封動(dòng)環(huán)50構(gòu)成的下半部分相對(duì)于上半部分轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是，下半部分旋轉(zhuǎn)，而上半部分靜止，在此過(guò)程中，密封動(dòng)環(huán)50與密封靜環(huán)40之間的接觸面形成液體密封層，使得密封動(dòng)環(huán)50與密封靜環(huán)40相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地過(guò)程中保持密封狀態(tài)。
[0030]如此，根據(jù)本實(shí)用新型提供的沖管總成，本實(shí)用新型采用機(jī)械密封方式實(shí)現(xiàn)密封，相對(duì)于盤(pán)根密封方式，大大增加頂部驅(qū)動(dòng)裝置的沖管的使用壽命(約4-8倍)，減少因更換和維修沖管密封件所造成的停轉(zhuǎn)時(shí)間，提高作業(yè)時(shí)效，同時(shí)，本實(shí)用新型的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成為免維護(hù)式機(jī)械密封，減少傳統(tǒng)密封所需的每日二次的檢查和維護(hù)時(shí)間，可以使用在溫度更高的場(chǎng)合，使用環(huán)境受泥漿性能的影響較小。
[0031]在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，密封滑套20與所述承壓浮動(dòng)體30之間設(shè)有彈性機(jī)構(gòu)，以迫使所述承壓浮動(dòng)體30將所述密封靜環(huán)40壓緊于所述密封動(dòng)環(huán)50上。也就是，該彈性機(jī)構(gòu)用于提供彈力作為補(bǔ)償，在彈力的作用下承壓浮動(dòng)體30將密封靜環(huán)40壓緊在密封動(dòng)環(huán)50上，以使密封靜環(huán)40與密封動(dòng)環(huán)50保持貼合以達(dá)到良好的密封效果。
[0032]更為具體的，在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，密封滑套20包括滑套本體，滑套本體上端沿徑向向外凸出形成有第一環(huán)形部201，第一環(huán)形部201設(shè)有螺紋孔；對(duì)應(yīng)的，承壓浮動(dòng)體30包括與所述滑套本體下端套接的承壓套筒，承壓套筒下端沿徑向向外凸出形成有第二環(huán)形部301，第二環(huán)形部301設(shè)有與所述螺紋孔相對(duì)的通孔。彈性機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)通孔與螺紋孔螺紋配合的螺栓70及套設(shè)于螺栓70上的壓縮彈簧71，壓縮彈簧71的上端與第一環(huán)形部201相抵，下端與第二環(huán)形部301相抵。由此，在第一由壬頭10和密封滑套20的重力作用下，使得壓縮彈簧71處于壓縮狀態(tài)，在壓縮狀態(tài)下的壓縮彈簧71對(duì)承壓浮動(dòng)體30產(chǎn)生向下的作用力，如此，承壓浮動(dòng)體30即可密封靜止環(huán)緊緊地壓在密封動(dòng)環(huán)50上，也就是，使密封靜環(huán)40與密封動(dòng)環(huán)50保持緊密貼合的密封狀態(tài)。
[0033]為了實(shí)現(xiàn)密封靜止環(huán)與承壓浮動(dòng)體30之間的周向固定，在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，承壓浮動(dòng)體30的下端設(shè)有沿軸向向下凸出的第一防轉(zhuǎn)銷401，密封靜環(huán)40上與所述第一防轉(zhuǎn)銷401相對(duì)的第一定位孔，第一防轉(zhuǎn)銷401的下端插入第一定位孔，以使所述密封靜環(huán)40與與所述承壓浮動(dòng)體30周向固定。如此，在第一防轉(zhuǎn)銷401的作用下，可以使得密封靜止環(huán)與承壓浮動(dòng)體30之間保持周向固定，也就是兩者之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0034]為了實(shí)現(xiàn)密封動(dòng)環(huán)50與第一由壬頭10之間的周向固定，在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，第二由壬頭60的上端設(shè)有沿軸向向上凸出的第二防轉(zhuǎn)銷501，密封動(dòng)環(huán)50上與第二防轉(zhuǎn)銷501相對(duì)的第二定位孔，第二防轉(zhuǎn)銷501的下端插入所述第二定位孔，以使所述密封動(dòng)環(huán)50與與所述第二由壬頭60周向固定。如此，在第二防轉(zhuǎn)銷501的作用下，可以使得密封動(dòng)環(huán)50與第二由壬頭60之間保持周向固定，也就是兩者之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，密封靜環(huán)40上端面與承壓浮動(dòng)體30的下端面之間設(shè)有第一密封圈302，以使所述密封靜環(huán)40與所述承壓浮動(dòng)體30密封連接。也就是，第一密封圈302被承壓浮動(dòng)體30壓緊貼合在密封靜環(huán)40上的上端面，以實(shí)現(xiàn)密封靜止環(huán)與承壓浮動(dòng)體30之間的密封。對(duì)應(yīng)的，第二由壬頭60的上端面與密封動(dòng)環(huán)50的下端面之間設(shè)有第二密封圈601，以使所述密封動(dòng)環(huán)50與所述第二由壬頭60密封連接。也就是，第二密封圈601被上半部分及密封動(dòng)環(huán)50壓緊貼合在第二由壬頭60上，以實(shí)現(xiàn)密封動(dòng)環(huán)50與第二由壬頭60之間的密封。
[0036]本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供了一種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，包括如上述實(shí)施例所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成。
[0037]綜上所述，本實(shí)用新型采用機(jī)械密封方式實(shí)現(xiàn)密封，相對(duì)于盤(pán)根密封方式，大大增加頂部驅(qū)動(dòng)裝置的沖管的使用壽命(約4-8倍)，減少因更換和維修沖管密封件所造成的停轉(zhuǎn)時(shí)間，提高作業(yè)時(shí)效，同時(shí)，本實(shí)用新型的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成為免維護(hù)式機(jī)械密封，減少傳統(tǒng)密封所需的每日二次的檢查和維護(hù)時(shí)間，可以使用在溫度更高的場(chǎng)合，使用環(huán)境受泥漿性能的影響較小。
[0038]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例”、“示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適方式結(jié)合。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，包括: 用于連接鵝頸管的第一由壬頭； 與所述第一由壬頭軸向固定的密封滑套，所述密封滑套的上端與所述第一由壬頭之間密封連接； 上端與所述密封滑套下端套接的承壓浮動(dòng)體，所述承壓浮動(dòng)體與所述密封滑套的下端之間密封連接且可軸向滑動(dòng)； 與所述承壓浮動(dòng)體周向固定的密封靜環(huán)，所述密封靜環(huán)上端面與所述承壓浮動(dòng)體的下端之間密封連接； 上端面與所述密封靜環(huán)的下端面緊密壓合以形成機(jī)械密封的密封動(dòng)環(huán)； 與所述密封動(dòng)環(huán)周向固定用于連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的第二由壬頭，所述第二由壬頭的上端面與所述密封動(dòng)環(huán)的下端面密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述密封滑套與所述承壓浮動(dòng)體之間設(shè)有彈性機(jī)構(gòu)，以迫使所述承壓浮動(dòng)體將所述密封靜環(huán)壓緊于所述密封動(dòng)環(huán)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述承壓浮動(dòng)體的下端設(shè)有沿軸向向下凸出的第一防轉(zhuǎn)銷，所述密封靜環(huán)上與所述第一防轉(zhuǎn)銷相對(duì)的第一定位孔，所述第一防轉(zhuǎn)銷的下端插入所述第一定位孔，以使所述密封靜環(huán)與與所述承壓浮動(dòng)體周向固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述第二由壬頭的上端設(shè)有沿軸向向上凸出的第二防轉(zhuǎn)銷，所述密封動(dòng)環(huán)上與所述第二防轉(zhuǎn)銷相對(duì)的第二定位孔，所述第二防轉(zhuǎn)銷的下端插入所述第二定位孔，以使所述密封動(dòng)環(huán)與與所述第二由壬頭周向固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述密封滑套包括滑套本體，所述滑套本體上端沿徑向向外凸出形成有第一環(huán)形部，所述第一環(huán)形部設(shè)有螺紋孔； 所述承壓浮動(dòng)體包括與所述滑套本體下端套接的承壓套筒，所述承壓套筒下端沿徑向向外凸出形成有第二環(huán)形部，所述第二環(huán)形部設(shè)有與所述螺紋孔相對(duì)的通孔； 所述彈性機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)所述通孔與所述螺紋孔螺紋配合的螺栓及套設(shè)于所述螺栓上的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的上端與所述第一環(huán)形部相抵，下端與所述第二環(huán)形部相抵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述密封靜環(huán)上端面與所述承壓浮動(dòng)體的下端面之間設(shè)有第一密封圈，以使所述密封靜環(huán)與所述承壓浮動(dòng)體密封連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成，其特征在于，所述第二由壬頭的上端面與所述密封動(dòng)環(huán)的下端面之間設(shè)有第二密封圈，以使所述密封動(dòng)環(huán)與所述第二由壬頭密封連接。
8.一種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封頂驅(qū)沖管總成。
【文檔編號(hào)】E21B3/02GK204113106SQ201420475081
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】黃北平, 尹和平 申請(qǐng)人:黃北平, 尹和平