CN109577903B - 易拆装旋转防喷器旋转总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转防喷器旋转件技术领域，是一种易拆装旋转防喷器旋转总成，其包括上胶芯连接座、上胶芯安装筒、芯轴、上动密封套、下动密封套和下胶芯安装座。本发明结构合理而紧凑，使用方便，相比于现有旋转防喷器旋转总成，本发明改变了上胶芯连接座与上胶芯安装筒两者之间、上胶芯安装筒、上动密封套和芯轴三者之间以及芯轴、下动密封套和下胶芯安装座三者之间的连接方式，使本发明更易于拆装，可在现场对旋转控制头旋转总成进行维修、保养，有效降低维修及运输成本，有效解决现有旋转总成的动密封失效更换难，维修周期长，成本高的难题。

Description

易拆装旋转防喷器旋转总成

技术领域

本发明涉及旋转防喷器旋转件技术领域，是一种易拆装旋转防喷器旋转总成。

背景技术

旋转防喷器是实施欠平衡钻井、控压钻井的关键设备之一。其主要作用提供井口压力控制，实现旋转密封。其中，旋转总成是旋转防喷器的主要组成部分，是在钻具转动条件下实现井口密封的重要部件。

目前使用的旋转总成如附图1所示，其上胶芯的安装方式为上胶芯座通过螺栓与上胶芯连接，而后放入上胶芯筒内，然后上胶芯座压盖以丝扣方式连接上胶芯筒，压紧上胶芯座。现场作业过程中，由于井口震动、旋转，会出现旋转总成的上胶芯筒和上胶芯压盖旋转过程中出现倒扣现象，导致旋转总成偏磨、报废及井口密封失效情况。

同时，旋转总成的上动密封具体连接方式为：上动密封以螺纹丝扣方式连接旋转总成的芯轴，为防止旋转过程中上动密封脱扣，分别在上动密封与芯轴接触平面上几个点上进行了焊接，以防止上动密封在旋转过程中倒扣，并且上胶芯筒以螺栓连接方式与上动密封连接。现场作业过程中，会出现旋转过程中上动密封因长期旋转磨损失效现象，由于上动密封与芯轴分别在几个点上进行了焊接，拆卸更换上动密封时，需打磨去除上动密封与芯轴几个焊接点，现场处理可损伤芯轴，造成轴承损坏；现场无法维修更换时，只能返厂维修，维修周期长，运输成本高。

另外，旋转总成下动密封以丝扣方式装入芯轴，为防止旋转过程中下动密封脱扣，在下动密封与芯轴接触平面上取几个点分别进行焊接，并且旋转总成的下胶芯座以螺栓连接方式与下动密封连接。现场作业过程中，会出现旋转过程中下密封因长期旋转磨损失效现象，由于下密封与芯轴分别在几个点上进行了焊接，拆卸更换下动密封时，需打磨去除下密封与芯轴几个焊接点，现场处理同样容易损伤芯轴，造成轴承损坏；现场无法维修更换时，只能返厂维修，维修周期长，运输成本高。

国内广汉钻采院、中石化胜利钻井院以及其他石油装备公司生产的国产化旋转防喷器的旋转总成大都采用下动密封以丝扣方式连接并焊接在旋转总成的轴承上。

由上所述可知，旋转总成因其装配方式的限制，现场无法进行拆卸与组装，因此需要依托厂家进行维修保养，由此导致以下问题：

（1）旋转总成更换的运输成本的增加，同时影响现场施工，导致作业成本增加。有时为避免一只旋转总成失效导致对现场施工的影响，需要同时配备两个总成，降低了旋转总成及旋转防喷器使用效率。

（2）旋转总成返厂的运输及维修成本高昂。

发明内容

本发明提供了一种易拆装旋转防喷器旋转总成，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有旋转防喷器旋转总成现场难以拆装，且返厂维修成本高的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种易拆装旋转防喷器旋转总成，包括上胶芯连接座、上胶芯安装筒、芯轴、上动密封套、下动密封套和下胶芯安装座；上胶芯连接座外侧自上而下间隔设有上卡盘和用于与上胶芯固定连接的下卡盘，上卡盘与上胶芯安装筒的顶部自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在上动密封套的顶部内侧一体固定有上连接凸台，上胶芯安装筒的底部、上动密封套的上连接凸台和芯轴顶部三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在下动密封套底部内侧一体固定有下连接凸台，芯轴底部、下动密封套的下连接凸台和下胶芯安装座三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在芯轴外侧间隔固定安装有外壳，在芯轴外侧与外壳内侧之间固定安装有位于上动密封套、下动密封套之间的轴承组件。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述上胶芯连接座包括上安装座体，在上安装座体的上部外侧设有上卡盘，在上安装座体下部外侧设有用于与上胶芯顶部固定连接的下卡盘，在上安装座体底部设有限位凸环，在上安装座体上部内侧设有用于对驱动器套轴向限位的内限位凹台；在上卡盘上沿圆周间隔分布有第一螺纹孔，在下卡盘上沿圆周间隔分布有用于与上胶芯顶部连接的第二螺纹孔；上卡盘与下卡盘之间设有便于向第二螺纹孔内安装紧固件的间距；内限位凹台处的上安装座体内侧设有用于与驱动器套固定连接的螺纹段；限位凸环的纵向截面呈上宽下窄的梯形。

上述上胶芯安装筒包括胶芯筒体，在胶芯筒体顶端沿圆周间隔设置有与上胶芯连接座的第一螺纹孔上下对应的上螺纹盲孔，通过在上下对应的第一螺纹孔和上螺纹盲孔内固定安装螺栓将上卡盘与上胶芯安装筒的顶部固定连接；在上螺纹盲孔内侧的胶芯筒体顶端沿圆周间隔设置有密封凹槽，在密封凹槽内固定安装有密封件；在胶芯筒体的底部内侧设置有连接环台，在连接环台上沿圆周间隔设置有与芯轴顶部的螺孔上下对应的连接螺纹孔，在连接环台底端设置有用于对上动密封套顶部轴向限位的限位环槽。

上述上动密封套包括上密封套本体，在上密封套本体的顶部内侧一体固定有上连接凸台，在上连接凸台上沿圆周间隔设有与旋转总成的芯轴顶部螺孔上下对应的第一连接孔，通过在上下对应的连接螺纹孔、芯轴顶部螺孔和第一连接孔内固定安装螺栓将上胶芯安装筒底部、上密封套本体的上连接凸台和芯轴顶部三者同时固定连接；上连接凸台底端形成对芯轴顶部轴向限位的第一限位环台；在上连接凸台外侧的上密封套本体顶部沿圆周间隔设有开口朝上的上密封槽，在上密封槽内固定安装有密封件，上密封套本体上部一体固定有套装在限位环槽内的外凸台，上密封槽设置在外凸台顶部。

上述下动密封套包括下密封套本体，在下密封套本体的底部内侧一体固定有下连接凸台，在下连接凸台上沿圆周间隔设有与芯轴底部螺孔上下对应的第二连接孔，且第二连接孔与下胶芯座的螺孔上下对应，通过在上下对应的芯轴底部螺孔、第二连接孔和下胶芯座的螺孔内固定安装螺栓将芯轴底部、下密封套本体的下连接凸台和下胶芯座三者同时固定连接；下连接凸台顶端形成对芯轴底部轴向限位的第二限位环台，芯轴底部套装在第二限位环台内。

上述上动密封套的下部外侧与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面呈T型的上油封套和上挡套，上挡套的横向段固定在外壳的顶端上，在上动密封套下端外侧与外壳内侧之间的上挡套的底端固定安装有上限位套，上油封套的横向段固定安装在上挡套的横向段上，在上限位套与上油封套之间固定安装有密封件；在下动密封套外侧与外壳内侧之间设有下挡套，外壳的底端固定在下挡套的下部外侧上，在下动密封套外侧与下挡套之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套底端固定安装，在下挡套顶部固定有套装在下动密封套上部外侧的下限位套，在下限位套与下油封套之间固定安装有密封件；轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装在芯轴与外壳之间。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，相比于现有旋转防喷器旋转总成，本发明改变了上胶芯连接座与上胶芯安装筒两者之间、上胶芯安装筒、上动密封套和芯轴三者之间以及芯轴、下动密封套和下胶芯安装座三者之间的连接方式，使本发明更易于拆装，可在现场对旋转控制头旋转总成进行维修、保养，有效降低维修及运输成本，有效解决现有旋转总成的动密封失效更换难，维修周期长，成本高的难题。

附图说明

附图1为现有旋转防喷器旋转总成的主视剖视结构示意图。

附图2为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图3为上胶芯连接座的主视剖视放大结构示意图。

附图4为上胶芯安装筒的主视剖视放大结构示意图。

附图5为上动密封套的主视剖视放大结构示意图。

附图6为下动密封套的主视剖视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上胶芯连接座，2为上胶芯安装筒，3为芯轴，4为上动密封套，5为下动密封套，6为下胶芯安装座，7为上胶芯，8为下卡盘，9为上连接凸台，10为下连接凸台，11为外壳，12为上安装座体，13为限位凸环，14为内限位凹台，15为第一螺纹孔，16为第二螺纹孔，17为胶芯筒体，18为上螺纹盲孔，19为密封凹槽，20为密封件，21为连接环台，22为限位环槽，23为上密封套本体，24为第一连接孔，25为第一限位环台，26为上密封槽，27为外凸台，28为下密封套本体，29为第二连接孔，30为第二限位环台，31为上油封套，32为上挡套，33为上限位套，34为下挡套，35为下油封套，36为下限位套，37为第一轴承，38为第二轴承，39为第三轴承，40为第四轴承，41为第五轴承，42为上胶芯座，43为上胶芯座压盖，44为上胶芯筒，45为驱动器套，46为上动密封，47为下动密封，48为下胶芯座，49为下胶芯，50为上挡圈，51为下挡圈，52为上卡盘,53为连接螺纹孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图2至6所示，该易拆装旋转防喷器旋转总成包括上胶芯连接座1、上胶芯安装筒2、芯轴3、上动密封套4、下动密封套5和下胶芯安装座6；上胶芯连接座1外侧自上而下间隔设有上卡盘52和用于与上胶芯7固定连接的下卡盘8，上卡盘52与上胶芯安装筒2的顶部自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在上动密封套4的顶部内侧一体固定有上连接凸台9，上胶芯安装筒2的底部、上动密封套4的上连接凸台9和芯轴3顶部三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在下动密封套5底部内侧一体固定有下连接凸台10，芯轴3底部、下动密封套5的下连接凸台10和下胶芯安装座6三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在芯轴3外侧间隔固定安装有外壳11，在芯轴3外侧与外壳11内侧之间固定安装有位于上动密封套4、下动密封套5之间的轴承组件。

所述上胶芯连接座1代替现有旋转防喷器旋转总成的上胶芯座42和上胶芯座压盖43，上胶芯连接座1与上胶芯安装筒2以螺栓连接方式代替现有上胶芯筒44与上胶芯座压盖43的丝扣连接方式，使本发明在易于拆卸与组装的前提下，旋转总成旋转过程中，有效避免现有上胶芯筒44与上胶芯座压盖43的丝扣连接处出现倒扣而导致井口密封失效、旋转总成偏磨、报废情况的发生，从而有效的提高旋转总成的使用寿命。由于上胶芯安装筒2与上胶芯连接座1采用螺栓连接方式，该螺栓连接方式对上胶芯连接座1已起到轴向限位作用，所以不用在上胶芯安装筒2内设置限位台，使本发明结构更为简化。

上动密封套4密封失效后，可现场直接卸下螺栓，拿下上胶芯安装筒2，取下上动密封套4进行更换即可；由此可知，上动密封套4与上胶芯安装筒2的结构设置，易于拆卸与组装，有效防止拆卸上动密封套4损坏芯轴3、轴承等零件的情况。

下动密封套5密封失效后，可现场直接卸下螺栓，卸下下胶芯安装座6，取下下动密封套5进行更换即可；由此可知，下动密封套5的结构设置，易于拆卸与组装，有效防止拆卸本下动密封套5损坏芯轴3、轴承等零件的情况。

由上所述可知，相比于现有旋转防喷器旋转总成，本发明改变了上胶芯连接座1与上胶芯安装筒2两者之间、上胶芯安装筒2、上动密封套4和芯轴3三者之间以及芯轴3、下动密封套5和下胶芯安装座6三者之间的连接方式，使本发明更易于拆装，可在现场对旋转控制头旋转总成进行维修、保养，有效降低维修及运输成本，有效解决现有旋转总成的动密封失效更换难，维修周期长，成本高的难题。

可根据实际需要，对上述易拆装旋转防喷器旋转总成作进一步优化或/和改进：

如附图3所示，上胶芯连接座1包括上安装座体12，在上安装座体12的上部外侧设有上卡盘52，在上安装座体12下部外侧设有用于与上胶芯7顶部固定连接的下卡盘8，在上安装座体12底部设有限位凸环13，在上安装座体12上部内侧设有用于对驱动器套45轴向限位的内限位凹台14；在上卡盘52上沿圆周间隔分布有第一螺纹孔15，在下卡盘8上沿圆周间隔分布有用于与上胶芯7顶部连接的第二螺纹孔16；上卡盘52与下卡盘8之间设有便于向第二螺纹孔16内安装紧固件的间距；内限位凹台14处的上安装座体12内侧设有用于与驱动器套45固定连接的螺纹段；限位凸环13的纵向截面呈上宽下窄的梯形。

上卡盘52与上胶芯安装筒2顶部通过在两者的螺纹孔内安装螺栓固定连接。

如附图4所示，上胶芯安装筒2包括胶芯筒体17，在胶芯筒体17顶端沿圆周间隔设置有与上胶芯连接座1的第一螺纹孔15上下对应的上螺纹盲孔18，通过在上下对应的第一螺纹孔15和上螺纹盲孔18内固定安装螺栓将上卡盘52与上胶芯安装筒2的顶部固定连接；在上螺纹盲孔18内侧的胶芯筒体17顶端沿圆周间隔设置有密封凹槽19，在密封凹槽19内固定安装有密封件20；在胶芯筒体17的底部内侧设置有连接环台21，在连接环台21上沿圆周间隔设置有与芯轴3顶部的螺孔上下对应的连接螺纹孔53，在连接环台21底端设置有用于对上动密封套4顶部轴向限位的限位环槽22。

通过在胶芯筒体17的上螺纹盲孔18和上胶芯连接座1的上卡盘52的第一螺纹孔15内安装螺栓，将胶芯筒体17与上胶芯连接座1固定连接。

如附图5所示，上动密封套4包括上密封套本体23，在上密封套本体23的顶部内侧一体固定有上连接凸台9，在上连接凸台9上沿圆周间隔设有与芯轴3顶部螺孔上下对应的第一连接孔24，通过在上下对应的连接螺纹孔53、芯轴3顶部螺孔和第一连接孔24内固定安装螺栓将上胶芯安装筒2底部、上密封套本体23的上连接凸台9和芯轴3顶部三者同时固定连接；上连接凸台9底端形成对芯轴3顶部轴向限位的第一限位环台25；在上连接凸台9外侧的上密封套本体23顶部沿圆周间隔设有开口朝上的上密封槽26，在上密封槽26内固定安装有密封件20，上密封套本体23上部一体固定有套装在限位环槽22内的外凸台27，上密封槽26设置在外凸台27顶部。

通过在上下相互对应的连接环台21的连接螺纹孔53、上动密封套4的第一连接孔24和芯轴3顶部的螺纹盲孔内安装螺栓，将胶芯筒体17、上动密封套4和芯轴3三者连为一体。

如附图6所示，下动密封套5包括下密封套本体28，在下密封套本体28的底部内侧一体固定有下连接凸台10，在下连接凸台10上沿圆周间隔设有与芯轴3底部螺孔上下对应的第二连接孔29，且第二连接孔29与下胶芯安装座6的螺孔上下对应，通过在上下对应的芯轴3底部螺孔、第二连接孔29和下胶芯安装座6的螺孔内固定安装螺栓将芯轴3底部、下密封套本体28的下连接凸台10和下胶芯安装座6三者同时固定连接；下连接凸台10顶端形成对芯轴3底部轴向限位的第二限位环台30，芯轴3底部套装在第二限位环台30内。

下胶芯安装座6的螺孔、下动密封套5的第二连接孔29和芯轴3底部的螺孔，三者上下对应，即通过同一根螺栓即可将芯轴3、下动密封套5和下胶芯安装座6连为一体，使拆装操作更为简单。

如附图2所示，在上动密封套4的下部外侧与外壳11上端内侧之间自内而外设有纵向截面呈T型的上油封套31和上挡套32，上挡套32的横向段固定在外壳11的顶端上，在上动密封套4下端外侧与外壳11内侧之间的上挡套32的底端固定安装有上限位套33，上油封套31的横向段固定安装在上挡套32的横向段上，在上限位套33与上油封套31之间固定安装有密封件20；在下动密封套5外侧与外壳11内侧之间设有下挡套34，外壳11的底端固定在下挡套34的下部外侧上，在下动密封套5外侧与下挡套34之间套装有纵向截面呈T型的下油封套35，下油封套35的横向段与下挡套34底端固定安装，在下挡套34顶部固定有套装在下动密封套5上部外侧的下限位套36，在下限位套36与下油封套35之间固定安装有密封件20；轴承组件包括第一轴承37、第二轴承38、第三轴承39、第四轴承40和第五轴承41，第一轴承37、第二轴承38、第三轴承39、第四轴承40和第五轴承41自上而下轴向限位安装在芯轴3与外壳11之间。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (2)

1.一种易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于包括上胶芯连接座、上胶芯安装筒、芯轴、上动密封套、下动密封套和下胶芯安装座；上胶芯连接座外侧自上而下间隔设有上卡盘和用于与上胶芯固定连接的下卡盘，上卡盘与上胶芯安装筒的顶部自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在上动密封套的顶部内侧一体固定有上连接凸台，上胶芯安装筒的底部、上动密封套的上连接凸台和芯轴顶部三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在下动密封套底部内侧一体固定有下连接凸台，芯轴底部、下动密封套的下连接凸台和下胶芯安装座三者自上而下通过螺栓连接方式固定安装；在芯轴外侧间隔固定安装有外壳，在芯轴外侧与外壳内侧之间固定安装有位于上动密封套、下动密封套之间的轴承组件，上胶芯连接座包括上安装座体，在上安装座体的上部外侧设有上卡盘，在上安装座体下部外侧设有用于与上胶芯顶部固定连接的下卡盘，在上安装座体底部设有限位凸环，在上安装座体上部内侧设有用于对驱动器套轴向限位的内限位凹台；在上卡盘上沿圆周间隔分布有第一螺纹孔，在下卡盘上沿圆周间隔分布有用于与上胶芯顶部连接的第二螺纹孔；上卡盘与下卡盘之间设有便于向第二螺纹孔内安装紧固件的间距；内限位凹台处的上安装座体内侧设有用于与驱动器套固定连接的螺纹段；限位凸环的纵向截面呈上宽下窄的梯形，上胶芯安装筒包括胶芯筒体，在胶芯筒体顶端沿圆周间隔设置有与上胶芯连接座的第一螺纹孔上下对应的上螺纹盲孔，通过在上下对应的第一螺纹孔和上螺纹盲孔内固定安装螺栓将上卡盘与上胶芯安装筒的顶部固定连接；在上螺纹盲孔内侧的胶芯筒体顶端沿圆周间隔设置有密封凹槽，在密封凹槽内固定安装有密封件；在胶芯筒体的底部内侧设置有连接环台，在连接环台上沿圆周间隔设置有与芯轴顶部的螺孔上下对应的连接螺纹孔，在连接环台底端设置有用于对上动密封套顶部轴向限位的限位环槽，上动密封套包括上密封套本体，在上密封套本体的顶部内侧一体固定有上连接凸台，在上连接凸台上沿圆周间隔设有与芯轴顶部螺孔上下对应的第一连接孔，通过在上下对应的连接螺纹孔、芯轴顶部螺孔和第一连接孔内固定安装螺栓将上胶芯安装筒底部、上密封套本体的上连接凸台和芯轴顶部三者同时固定连接；上连接凸台底端形成对芯轴顶部轴向限位的第一限位环台；在上连接凸台外侧的上密封套本体顶部沿圆周间隔设有开口朝上的上密封槽，在上密封槽内固定安装有密封件，上密封套本体上部一体固定有套装在限位环槽内的外凸台，上密封槽设置在外凸台顶部，下动密封套包括下密封套本体，在下密封套本体的底部内侧一体固定有下连接凸台，在下连接凸台上沿圆周间隔设有与芯轴底部螺孔上下对应的第二连接孔，且第二连接孔与下胶芯座的螺孔上下对应，通过在上下对应的芯轴底部螺孔、第二连接孔和下胶芯座的螺孔内固定安装螺栓将芯轴底部、下密封套本体的下连接凸台和下胶芯座三者同时固定连接；下连接凸台顶端形成对芯轴底部轴向限位的第二限位环台，芯轴底部套装在第二限位环台内。

2.根据权利要求1所述的易拆装旋转防喷器旋转总成，其特征在于上动密封套的下部外侧与外壳上端内侧之间自内而外设有纵向截面呈T型的上油封套和上挡套，上挡套的横向段固定在外壳的顶端上，在上动密封套下端外侧与外壳内侧之间的上挡套的底端固定安装有上限位套，上油封套的横向段固定安装在上挡套的横向段上，在上限位套与上油封套之间固定安装有密封件；在下动密封套外侧与外壳内侧之间设有下挡套，外壳的底端固定在下挡套的下部外侧上，在下动密封套外侧与下挡套之间套装有纵向截面呈T型的下油封套，下油封套的横向段与下挡套底端固定安装，在下挡套顶部固定有套装在下动密封套上部外侧的下限位套，在下限位套与下油封套之间固定安装有密封件；轴承组件包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承，第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和第五轴承自上而下轴向限位安装在芯轴与外壳之间。