CN208804370U - 一种输送流体介质的旋转接头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输送流体介质的旋转接头装置，该装置包括接头主体、密封组件和隔热件，所述接头主体包括从内向外设置的内筒体和外筒体，所述内筒体和外筒体之间设有旋转导向装置，所述旋转导向装置用于带动所述外筒体绕所述内筒体旋转；所述密封组件包括至少两个端面密封件和一径向密封件，所述端面密封件设于所述内筒体与外筒体的水平连接处，所述径向密封件设于所述内筒体与外筒体的竖直连接处；所述隔热件设于所述内筒体上，用于隔离所述内筒体在输送流体介质时与所述外筒体之间的温度传递。本实用新型提供的旋转接头装置，解决了旋转接头不能输送高温高压流体介质的问题，结构合理。

Description

一种输送流体介质的旋转接头装置

技术领域

本实用新型涉及管路连接部件技术领域，具体涉及一种输送流体介质的旋转接头装置。

背景技术

稠油热采工艺是增加油田产量，提高油田寿命的一种采油工艺。稠油的黏度对温度十分敏感，温度每升高8-10℃时，其黏度就降低1 倍，故在采油时，以高压饱和蒸汽注入油层，先吞后吐后进行热采，能达到良好效果，使其采收率可达到40％-60％的水平。在一般热采时，需要的压力和注入速度的参数要求都很大，以往适用于低温低压的常规接头不适用，研究一种高温高压大口径的流体旋转接头，是有效开发稠油的关键。

目前，海上单点系泊***所使用的多流道的常规的流体旋转接头，工作压力一般小于1MPa，最高压力不大于6MPa，工作温度为0～45℃。在稠油热采工艺中，流体的温度高达200℃，压力为11MPa，普通的旋转接头在同时承受200℃高温、11MPa压力的情况下，密封件容易老化失效，无法满足使用要求，影响采油过程的顺利进行。因此，为了满足用户稠油热采工艺的需求，设计一种新的流体旋转接头尤为重要。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种输送流体介质的旋转接头装置，解决了旋转接头不能输送高温高压流体介质的问题，结构合理。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

接头主体，其包括内筒体和绕所述内筒体相对旋转的外筒体，所述内筒体用于流体介质的输送；

密封组件，其包括至少两个端面密封件和一径向密封件，所述端面密封件设于所述内筒体与外筒体的水平连接处，所述径向密封件设于所述内筒体与外筒体的竖直连接处；

隔热件，其设于内筒体上，用于隔离所述内筒体在输送流体介质时与所述外筒体之间的温度传递。

在上述技术方案的基础上，所述内筒体和外筒***于水平连接处的一面上均设有至少两个凹槽，当所述内筒体和外筒体连接后，所述凹槽上下扣合形成密封孔，所述端面密封件嵌设于所述密封孔内。

在上述技术方案的基础上，所述端面密封件包括从内到外设置的第一端面密封件、第二端面密封件和第三端面密封件，其中，所述第一端面密封件采用金属材料制成，所述第二端面密封件和第三端面密封件均采用柔性石墨编制填料制成。

在上述技术方案的基础上，所述外筒体包括：

设于所述外筒体端部连接面上的冷却槽，所述冷却槽位于所述第二端面密封件和第三端面密封件之间且与所述第二端面密封件和第三端面密封件相接触；

填充于所述冷却槽中的冷却水，所述冷却水用于所述第二端面密封件和第三端面密封件的降温；

分别设于所述外筒体端部上方两侧的进液口和出液口，所述进液口和出液口均与所述冷却槽连通，所述进液口和出液口用于连接外部冷却水源构成冷却水循环回路。

在上述技术方案的基础上，沿所述外筒体的径向设有泄漏监测接口，所述泄漏监测接口用于监测所述端面密封件和径向密封件的密封。

在上述技术方案的基础上，所述内筒体上设有沿其长度方向的环形槽，所述环形槽内填充有所述隔热件。

在上述技术方案的基础上，所述内筒体和外筒体之间设有旋转导向装置，所述旋转导向装置用于带动所述外筒体绕所述内筒体旋转。

在上述技术方案的基础上，所述旋转导向装置为三排滚柱轴承。

在上述技术方案的基础上，所述内筒体和外筒体均通过筒体法兰和螺栓与所述旋转导向装置相连。

在上述技术方案的基础上，所述外筒体与旋转导向装置的连接处设有调节垫块，所述调节垫块用于调整所述内筒体与外筒体的端面间隙以及所述端面密封件的端面比压。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型提供了一种输送流体介质的旋转接头装置，相较于传统的只能用于输送常温低压流体介质的旋转接头，通过在内筒体的环形槽上设有隔热件，能有效的降低高温高压流体介质温度以及压力对径向密封件寿命的影响，保证旋转接头在高温高压环境下的密封性能。

(2)本实用新型提供了一种输送流体介质的旋转接头装置，相较于旋转接头以往的密封方式，这里在接头主体上分别设置有端面密封件和径向密封件，端面密封件的增加进一步的保障了接头主体在高压下的密封性能，保障旋转接头在高温高压环境下的正常运行。

(3)本实用新型提供了一种输送流体介质的旋转接头装置，在外筒体上设有冷却槽，冷却槽上填充有冷却水，冷却槽的两侧设有进液口和出液口，进液口、出液口、冷却槽与外设的冷却水源构成封闭的循环回路，不断循环的冷却水能有效降低端面密封件的温度，避免其温度过高而影响密封的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的输送流体介质的旋转接头装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的输送流体介质的旋转接头装置的结构示意图中A处的放大示意图；

图3为本实用新型实施例中的输送流体介质的旋转接头装置的结构示意图中B处的放大示意图。

图中：1-接头主体，10-内筒体，11-外筒体，12-旋转导向装置，120-轴承内圈，121-轴承外上圈，122-轴承外下圈，13-密封孔，14- 冷却槽，140-进液口，141-出液口，15-泄漏监测接口，2-密封组件， 20-端面密封件，21-径向密封件，3-隔热件，4-螺栓，5-调节垫块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参见图1-图2所示，本实用新型实施例提供一种输送流体介质的旋转接头装置，旋转接头装置包括接头主体1，其包括从内向外设置的内筒体10和外筒体11，外筒体11套设在内筒体10外面，内筒体 10和外筒体11之间设有旋转导向装置12，旋转导向装置12用于带动外筒体11绕内筒体10旋转。旋转导向装置12可以为任一合适的结构，这里旋转导向装置12优选为三排滚柱轴承。三排滚柱轴承包含三排滚珠轴承内圈120和三排滚柱轴承外圈，三排滚柱轴承外圈由轴承外上圈121和轴承外下圈122构成。内筒体10通过筒体法兰和螺栓4与三排滚珠轴承内圈120相连，外筒体11通过筒体法兰和螺栓4与三排滚珠轴承外圈相连。另外，在外筒体11与轴承外上圈121 的连接处之间设有调节垫块5，调节垫块5用于在安装时，调整内筒体10与外筒体11的端面间隙以及端面密封件20的端面比压，也能避免外筒体11上的筒体法兰与连接内筒体10及轴承内圈120的螺栓 4接触，影响旋转接头的安装。

参见图2所示，在内筒体10沿内筒体10的长度方向上设有环形槽，环形槽内填充有隔热件3，隔热件3优选用ZS-1耐高温隔热保温材料，当内筒体10内有高温流体介质通过时，隔热件3能有效的隔离内筒体10与外筒体11之间的温度传递，保护接头主体1的构件在高温环境下不受损坏。另外，隔热件3的热变形系数与内筒体10 采用材料的热变形系数相差较大，可以减小筒体受热膨胀对密封件的影响。

参见图3所示，旋转接头装置还包括密封组件2，密封组件2包括至少两个端面密封件20和一径向密封件21，端面密封件20设于内筒体10与外筒体11的水平连接处上，径向密封件21设于内筒体 10与外筒体11的竖直连接处上，分别用于接头主体1端部和径向方向的密封。内筒体10和外筒体11位于水平连接处的一面上均设有至少两个凹槽，当内筒体10和外筒体11连接后，凹槽上下扣合形成密封孔13，端面密封件20嵌设于密封孔13内。

具体的，端面密封件20包括从内到外设置的第一端面密封件200、第二端面密封件201和第三端面密封件202。其中，第一端面密封件 200采用金属材料制成，金属密封材料选用青铜合金，且其外表面涂镀ZS-1耐高温隔热保温材料；第二端面密封件201和第三端面密封件202均采用柔性石墨编制填料制成，在高压下，柔性石墨编制具有很优异的密封性能，除了少数的强氧化剂外，它能密封热水、高温高压蒸汽和其他流体介质。。多道密封件的设置保证了旋转接头装置在高温高压环境下的密封性能，当其中一道密封出现泄漏时，剩下的密封件依然可以继续工作。进一步的，从装置结构和密封件的功能等角度出发，优选的，内筒体10和外筒体11位于水平连接处的一面上均设有三个凹槽，当内筒体10和外筒体11上下扣合时，形成从内至外排列的密封孔13，第一端面密封件200、第二端面密封件201和第三端面密封件202从内至外依次嵌设于密封孔13内。径向密封件21从上至下设有三道，径向密封件21为O型圈，选用氟橡胶(FPM)或硅橡胶(MVQ)制成。

当接头内输送高温高压流体介质时，相比于传统的旋转接头，隔热件3的设置避免径向密封件21接触高温，使其正常工作，保证装置的径向密封性能，端面密封件20的设置则能很好的保证处于高压环境下的接头主体1的端部具有良好的密封性能，使装置能在高温高压的环境下正常工作。

进一步的，在外筒体11与内筒体10相连的连接面上设有冷却槽 14，冷却槽14位于第二端面密封件201和第三端面密封件202之间且与第二端面密封件201和第三端面密封件202相接触。冷却槽14 中填充有冷却水，外筒体11的端部上方两侧分别设有进液口140和出液口141，进液口140和出液口141均与冷却槽14相连通，进液口140和出液口141用于连接外部冷却水源构成冷却水循环回路，回路上安装有泵站，泵站驱动冷却水在闭合回路内部循环流动，循环流动的冷却水用于第二端面密封件201和第三端面密封件202的降温，以降低温度对端部密封件20的影响。另外，当端面密封件20发生泄漏时，冷却槽14可以将泄漏液体直接导流进冷却水循环回路，防止密封失效对设备造成进一步的影响；同时，通过导流作用，可以保证旋转接头在部分端面密封件20失效的情况下继续工作。

进一步的，为了进一步的监测旋转接头装置在高温盖压下的密封性能，在沿外筒体11的径向上设有两道泄漏监测接口15，泄漏监测接口15主要用于监测端面密封件20和径向密封件21的密封。其中第一道泄漏监测接口15位于第三端面密封件202和位于最上方的径向密封件21之间，第二道泄漏监测接口15位于最上方的径向密封件 21的下方。当第一道泄漏监测接口15发生泄漏第二道泄漏监测接口 15没有发生时，旋转接头装置仍可继续使用。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于，其包括：

接头主体(1)，其包括内筒体(10)和绕所述内筒体(10)相对旋转的外筒体(11)，所述内筒体(10)用于流体介质的输送；

密封组件(2)，其包括至少两个端面密封件(20)和一径向密封件(21)，所述端面密封件(20)设于所述内筒体(10)与外筒体(11)的水平连接处，所述径向密封件(21)设于所述内筒体(10)与外筒体(11)的竖直连接处；

隔热件(3)，其设于所述内筒体(10)上，用于隔离所述内筒体(10)在输送流体介质时与所述外筒体(11)之间的温度传递。

2.如权利要求1所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述内筒体(10)和外筒体(11)位于水平连接处的一面上均设有至少两个凹槽，当所述内筒体(10)和外筒体(11)连接后，所述凹槽上下扣合形成密封孔(13)，所述端面密封件(20)嵌设于所述密封孔(13)内。

3.如权利要求2所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述端面密封件(20)包括从内到外设置的第一端面密封件(200)、第二端面密封件(201)和第三端面密封件(202)，其中，所述第一端面密封件(200)采用金属材料制成，所述第二端面密封件(201)和第三端面密封件(202)均采用柔性石墨编制填料制成。

4.如权利要求3所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于，所述外筒体包括：

设于所述外筒体(11)端部连接面上的冷却槽(14)，所述冷却槽(14)位于所述第二端面密封件(201)和第三端面密封件(202)之间且与所述第二端面密封件(201)和第三端面密封件(202)相接触；

填充于所述冷却槽(14)中的冷却水，所述冷却水用于所述第二端面密封件(201)和第三端面密封件(202)的降温；

分别设于所述外筒体(11)端部上方两侧的进液口(140)和出液口(141)，所述进液口(140)和出液口(141)均与所述冷却槽(14)连通，所述进液口(140)和出液口(141)用于连接外部冷却水源构成冷却水循环回路。

5.如权利要求4所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：沿所述外筒体(11)的径向设有泄漏监测接口(15)，所述泄漏监测接口(15)用于监测所述端面密封件(20)和径向密封件(21)的密封。

6.如权利要求5所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述内筒体(10)上设有沿其长度方向的环形槽，所述环形槽内填充有所述隔热件(3)。

7.如权利要求1所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述内筒体(10)和外筒体(11)之间设有旋转导向装置(12)，所述旋转导向装置(12)用于带动所述外筒体(11)绕所述内筒体(10)旋转。

8.如权利要求7所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述旋转导向装置(12)为三排滚柱轴承。

9.如权利要求8所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述内筒体(10)和外筒体(11)均通过筒体法兰和螺栓(4)与所述旋转导向装置(12)相连。

10.如权利要求9所述的一种输送流体介质的旋转接头装置，其特征在于：所述外筒体(11)与旋转导向装置(12)的连接处设有调节垫块(5)，所述调节垫块(5)用于调整所述内筒体(10)与外筒体(11)的端面间隙以及所述端面密封件(20)的端面比压。