石油天然气钻井冲管总成制造技术

本发明专利技术公开了一种冲管总成，包括：动环；静环；连接到动环的下由壬；上由壬；和弹性浮动装置，所述静环通过该弹性浮动装置连接到所述上由壬。弹性浮动装置包括：浮动构件，所述浮动构件连接到所述静环；固定构件，所述固定构件连接到所述上由壬并且引导所述浮动构件；和弹性构件，所述弹性构件安装在所述浮动构件与所述固定构件之间，使得浮动构件能够相对于固定构件轴向地往复运动。所述冲管总成还包括冲管，所述冲管通过波形卡簧悬挂地安装在所述上由壬和所述弹性浮动装置的固定构件内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气钻井高压泥浆通道中的动密封装置，具体是一种石油钻井水龙头或顶驱中应用的冲管总成。
技术介绍
冲管装置是石油天然气钻井水龙头或顶驱的重要部件之一，用于连接鹅颈管和相对于鹅颈管旋转的中心管，将钻井栗输出的高压泥浆输送至井下钻头。一种安装方便快捷、维护时间少、密封更换方便快捷、工作压力高、工作寿命长的冲管装置是保证石油天然气钻井作业工作效率和作业安全的重要因素。现有的冲管装置有两类，分别是传统的冲管盘根装置和机械密封冲管装置。传统的冲管盘根装置由于采用锤击由壬方式、装置重量大、作业高度高、安装空间小等原因，存在安装和密封更换困难、维护时间长，而且寿命也较短等问题；现有的机械密封冲管装置由于对鹅颈管和中心管间的机械界面要求非常高、安装调试较为复杂、更换密封前需要高压水枪清洗密封界面，存在安装调试过程和密封更换耗时较长等问题。CN2837498Y公开了一种冲管总成，其中在动环上设置了弹簧座，并通过销子使弹簧座与动环一起旋转。这种结构的问题在于，销子即在槽中滑动以调整动环的轴向位置，同时还向动环提供旋转驱动力，旋转驱动力将导致销严重地挤压槽壁，从而导致动环无法顺利地相对于弹簧座轴向移动。因此，目前需要一种能够克服上述技术问题的冲管装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中冲管装置存在的至少一部分缺点和不足，提供一种使静环相对于动环具有较好跟随性的冲管总成，并且该目的是通过提供一种新型的冲管总成实现的。根据本专利技术的一个方面，提供了一种冲管总成，包括:动环；静环；连接到动环的下由壬；上由壬；和弹性浮动装置，所述静环通过该弹性浮动装置连接到所述上由壬。弹性浮动装置包括:浮动构件，所述浮动构件连接到所述静环；固定构件，所述固定构件连接到所述上由壬并且引导所述浮动构件；和弹性构件，所述弹性构件安装在所述浮动构件与所述固定构件之间，使得浮动构件能够相对于固定构件轴向地往复运动。冲管总成还包括冲管，所述冲管通过波形卡簧悬挂地安装在所述上由壬和所述弹性浮动装置的固定构件内。根据一个示例性实施例，所述浮动构件包括浮动环和安装到浮动环的外周面的下法兰，所述静环安装到所述浮动环，所述下法兰支撑所述弹性构件的第一端；并且所述固定构件包括引导部和上法兰，所述引导部被配置成用于引导所述浮动环的运动，所述上法兰支撑所述弹性构件的与第一端相对的第二端。根据另一个示例性实施例，所述引导部和所述浮动环中的一个包括引导槽，所述引导部和所述浮动环中的另一个包括引导突起，所述引导突起能够在所述引导槽中轴向地滑动。根据另一个示例性实施例，所述弹性构件包括弹簧和设置在弹簧内部的柱状引导构件，柱状引导构件的一端固定到所述下法兰和上法兰中的一个，所述柱状引导构件的另一端被配置成能够相对于所述下法兰和上法兰中的另一个轴向地运动。根据另一个示例性实施例，所述冲管的外周面通过密封件分别密封接合所述上由壬的内周面和所述浮动环的内周面。根据另一个示例性实施例，所述上法兰的内周面上端形成定位台阶，所述波形卡簧的下端抵接到所述定位台阶，并且所述波形卡簧的上端抵接所述上由壬的下端。根据另一个示例性实施例，所述引导突起的顶部与所述引导槽的底部之间存在第一预定间隙；和/或所述浮动环的外周面与所述下法兰的内周面之间存在第二预定间隙；和/或所述柱状引导构件与形成在所述下法兰和上法兰中的所述另一个中的引导部之间存在第三预定间隙。根据另一个示例性实施例，所述静环和动环中的任一者包括位于径向内侧的陶瓷环和结合到所述陶瓷环的径向外周面的金属环。根据另一个示例性实施例，所述静环的金属环和所述动环的金属环分别以不可旋转的方式连接到所述弹性浮动装置和所述下由壬。根据另一个示例性实施例，所述静环的陶瓷环和所述动环的陶瓷环上均设有环形密封槽，并且相应的O形密封圈分别安装在所述环形密封槽中提供静环与浮动环之间的密封以及动环与下由壬之间的密封。通过采用本专利技术提供的冲管总成，能够获得以下有益的技术效果:一、通过悬挂地安装的冲管、冲管和上由壬间的弹性密封和预设的间隙、冲管和浮动环间的弹性密封和预设间隙、浮动环和上法兰间的预设间隙、下法兰和浮动环之间的预设间隙等，提供了浮动环较大的轴向移动及轴线附近摆动的自由度，最终保证了更好的静环相对于动环的跟随性；二、通过O形圈槽设置在陶瓷环上能够更好地保证O形圈密封性能，并且更加方便维护。根据本专利技术的冲管总成，能够承受52.5MPa的泥浆压力、能够适用于顶驱和水龙头设备的安装界面、安装调试方便快捷、密封更换方便快捷、维护时间少、工作寿命长、可靠性高，从而提高石油天然气钻井作业的安全和效率。【附图说明】现在将通过举例的方式结合附图对本专利技术的优选实施例进行描述，其中:图1是根据本专利技术的实施例的冲管总成的透视示意图；图2是图1所示的冲管总成的剖视示意图。在上述附图中，相同的附图标记用于指示相同或相似的部件。附图标记列表:1-上由壬 2-固定构件3-浮动环4-下法兰 5-静环6-动环7-下由壬 8-开口销9-丝杠10-六角螺母11-平垫12-弹簧13-六角螺栓14-弹垫15-冲管16-波形卡簧17-销18-卡簧19-销20-0形圈密封21-0形圈密封22-密封件23-密封件24-0形圈密封【具体实施方式】接下来将结合附图对本专利技术的冲管总成做出详细地说明。如图1和图2所述，根据本专利技术的示例性实施例的冲管总成包括:动环瀞环；连接到动环的下由壬；上由壬；和弹性浮动装置，所述静环通过该弹性浮动装置连接到所述上由壬，其中，所述弹性浮动装置包括:浮动构件，所述浮动构件连接到所述静环；固定构件，所述固定构件连接到所述上由壬并且引导所述浮动构件；和弹性构件，所述弹性构件安装在所述浮动构件与所述固定构件之间，使得浮动构件能够相对于固定构件轴向地往复运动。具体地，浮动构件包括浮动环3和固定到浮动环3外周的下法兰4，静环5固定到浮动环3，并且下法兰4支撑所述弹性构件9、12的第一端。固定构件2包括引导部和上法兰。如图2所示，固定构件2的上法兰固定到弹簧12和柱状引导部件9的上端。从上法兰的下端设置筒状的引导部，该引导部可与上法兰形成一体的构造。从图2中可以看出，引导部的内侧设有引导槽，用于与安装在浮动环3上端的凸出的销17配合，使得销17能够在固定构件2的引导部的引导槽中沿图中的垂直方向(上-下方向，或冲管总成的轴向方向)滑动。在一个可替换的实施例中，销17也可以是形成在浮动环上端的突出部。在图1和2所示的示例性实施例中，弹性浮动装置的弹性构件包括弹簧12和设置在弹簧12内部的柱状引导构件9，柱状引导构件9的一端固定到所述下法兰和上法兰中的一个(图中所示为上法兰)，所述柱状引导构件9的另一端以能够相对滑动的方式连接到所述下法兰和上法兰中的另一个(图中所示为下法兰4)。通过这种方式，柱状引导构件9能够在弹簧12伸长或压缩的过程中引导和基本保持弹簧12的位置，并且下法兰和上法兰可相对于彼此轴向地往复运动。需要说明的是，在未示出的实施例中，也可以构造成柱状引导构件9的上端相对于固定构件2的上法兰可相对滑动，而下端相对于下法兰4固定。相应的适应性改造对于本领域技术人员而言是显而易见的。具体地并且示例性地，销17、卡簧18、下法兰4、和销19分别安装在浮动环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲管总成，包括：动环；静环；连接到动环的下由壬；上由壬；和弹性浮动装置，所述静环通过该弹性浮动装置连接到所述上由壬，所述弹性浮动装置包括：浮动构件，所述浮动构件连接到所述静环；固定构件，所述固定构件连接到所述上由壬并且引导所述浮动构件；和弹性构件，所述弹性构件安装在所述浮动构件与所述固定构件之间，使得浮动构件能够相对于固定构件轴向地往复运动，其特征在于，所述冲管总成还包括冲管，其中所述冲管通过波形卡簧悬挂地安装在所述上由壬和所述弹性浮动装置的固定构件内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李学军，刘忱，崔杰，
申请(专利权)人：北京捷杰西石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11