双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及润滑工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及其工艺，上冲管和下冲管通过密封构件密封连接，以在其内部形成泥浆通道。固定构件套装在密封构件和上冲管的外周，上端与上冲管密封连接，下端与密封构件密封连接，以在上冲管、密封构件、下冲管和固定构件间形成润滑油腔。密封构件上设置有第一密封面和第二密封面，第一密封面用于隔离泥浆通道和润滑油腔，第二密封面用于隔离润滑油腔和环境空气。润滑油腔用于充装油液。一方面，油液为冲管总成内的转动部位提供润滑。另一方面润滑油腔内的压力大于等于泥浆通道内的泥浆压力，避免泥浆向外渗漏。解决了单封形式导致的泥浆泄露量大，冲管装置不能长时间空转、不便于维护的问题。

【技术实现步骤摘要】
双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及润滑工艺
本专利技术涉及到石油天然气钻井用冲管装置密封
，尤其涉及双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及润滑工艺。
技术介绍
冲管装置是石油天然气钻井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，将钻井泵输出的高压泥浆输送至井下钻头。随着钻井井深和水平段的加长，以及钻井提速增效的要求提高，泥浆的泵压和中心管的转速不断提升，机械密封冲管装置由于安装方便快捷、维护时间少、工作压力高、工作寿命长，现阶段逐步替代了传统的盘根密封冲管装置。现有的机械密封冲管装置采用单封形式，相对于盘根密封冲管装置，安装方便快捷、维护时间少、工作压力高、工作寿命长。但是，由于润滑和冷却的需要，单封形式机械密封冲管装置在密封面需要保持一定的泥浆渗漏量，渗漏的泥浆会在顶驱钟罩内堆积，需要人员及时清理和维护；特别是，由于泥浆的物理性能(如黏度、密度等)随井段不同变化很大，单封形式的机械密封冲管装置的密封面上的渗漏量变化也较大；还有，单封形式机械密封冲管装置由于泥浆压力在内壁，需要采用镶装密封环(碳化硅或碳化钨环镶装在金属环内)，镶装密封环内部存在残余应力，高平面度的密封面的加工比较困难，制造成本高；另外，在泥浆泵停止时，应需要防止密封面干磨，单封形式机械密封冲管装置不允许顶驱中心管长时间旋转。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术涉及双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及其润滑工艺，解决了现有技术中冲管总成的单封结构导致的泥浆泄露量大，不便于维护的问题。(二)
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及润滑工艺，具体技术方案如下：一种双封结构冲管总成，包括上冲管、下冲管、密封构件和固定构件；上冲管和下冲管通过密封构件密封连接，以在其内部形成泥浆通道；固定构件套装在密封构件和上冲管的外周，上端与上冲管密封连接，下端与密封构件密封连接，以在上冲管、密封构件和固定构件间形成润滑油腔；密封构件包括双环座、上推环、下推环、镶装在双环座的上端面的第一密封环和镶装在双环座的下端面的第二密封环；上推环套装在上冲管的下端，上推环和上冲管之间密封连接有第三密封环；双环座和下推环由上到下依次套装在下冲管上，双环座与下冲管密封连接，下推环和下冲管间设置有第四密封环；上推环通过多组上压紧装置与双环座的上端面压紧连接，以在第一密封环和第三密封环接触面形成第一密封面，第一密封面用于隔离泥浆通道和润滑油腔；上压紧装置的两端分别与上冲管和上推环固定连接；下推环通过多组下压紧装置与双环座的下端面压紧连接，以在第二密封环和第四密封环接触面形成第二密封面，第二密封面用于隔离润滑油腔和环境空气；下压紧装置的两端分别下推环和下法兰固定连接。进一步，固定构件包括由上至下依次固定连接的上法兰、外筒和下法兰；上法兰套装在上冲管与外筒之间，内圈与上冲管密封连接，外圈与外筒密封连接；上法兰与上螺母固定连接；下法兰套装在下推环上，与下推环密封连接；上法兰上设置有排气孔，外筒上设置有进油口。进一步，还包括上螺母和下螺母；上螺母通过定位凸台密封连接在上冲管的上端，下螺母通过定位凸台密封连接在下冲管的下端；上螺母通过卡箍与上法兰固定连接，下螺母通过卡箍与下冲管固定连接。进一步，多组上压紧装置均匀布置在上冲管的外周；多组下压紧装置均匀布置在下推环的外周；上压紧装置和下压紧装置结构相同，包括压簧和两个弹簧导销；上压紧装置的两个弹簧导销分别设置在上冲管和上推环上；下压紧装置的两个弹簧导销分别设置在下推环和下法兰上；压簧套装在两个弹簧导销之间，压簧处于压缩状态。进一步，第一密封环、第二密封环、第三密封环和第四密封环为碳化硅或碳化钨密封环，镜面朝外；上推环和下推环的外周上分别设置有防转销，上法兰和下法兰的内周上分别配置防转槽；上推环的防转销一端套入上法兰的防转槽内，用于限制上推环转动；下推环的防转销的一端套入下法兰的防转槽内，用于限制下推环转动；防转槽为长孔或直槽。本专利技术中，还提供了一种冲管装置，包括钟罩、鹅颈管和上述所述的双封结构冲管总成；双密结构冲管总成固定在钟罩内，下端与中心管连接，上端与鹅颈管连接；中心管能够带动下螺母、下冲管和双环座同步旋转；鹅颈管的上端还连接有三通由壬，三通由壬、鹅颈管和泥浆通道由上至下依次连通。本专利技术还提供了一种冲管装置的润滑系统，包括隔离油缸和节流阀汇；隔离油缸和节流阀汇配置在冲管装置上；隔离活塞将隔离油缸分割成隔离油腔和泥浆腔，隔离油腔置于泥浆腔上方；隔离油腔通过液压管线分别与节流阀汇和润滑油腔的进油口连通，以保证润滑油腔与隔离油腔压力相等；泥浆腔通过液压管线与三通由壬连通，泥浆腔和泥浆通道压力相等；节流阀汇与顶驱液压系统和/或齿轮润滑系统连通，用于按设定压力向隔离油腔和润滑油腔供油，以在润滑油腔内形成正压。进一步，节流阀汇包括阀块、节流阀、减压阀和单向阀；节流阀、减压阀和单向阀串联固定在阀块上；阀块上设置有进油口P、出油口P1和回油口T，进油口P和回油口T与顶驱液压系统和/或润滑系统连通，出油口P1与隔离油腔连通；减压阀的溢流口与回油口连通；节流阀用于调节供油流量，减压阀用于设定隔离油腔和润滑油腔的油压；当泥浆腔油压大于隔离油腔时，单向阀用于防止隔离油腔/润滑油腔内的油回流，隔离油腔/润滑油腔内油压升高至与润滑油腔油压相等。进一步，阀块上还设置有测压口，测压口上连接有压力表，压力表用于监测隔离油腔/润滑油腔的油压。本专利技术中，还提供了一种上述所述的冲管装置及润滑系统润滑工艺，包括如下步骤：S01：顶驱液压系统和/或齿轮润滑系统启动，减压阀压力设置为最小，调节节流阀至最大开度，向润滑油腔和隔离油腔注油，注满后，堵塞排气口，并调节节流阀至适当开度；S02：将压力表连接到测压口，调节减压阀至设定压力值，锁紧减压阀调节旋钮，系统设定压力调节完毕，第一密封面和第二密封面为静密封，润滑油腔压力大于泥浆压力；S03：泥浆泵启动不输送泥浆，顶驱液压系统和/或齿轮润滑系统工作，中心管旋转，第一密封面和第二密封面为动密封，润滑油腔内油液为动密封提供润滑；S04：泥浆泵启动并输送泥浆，顶驱液压系统和/或齿轮润滑系统工作，中心管旋转，若泥浆压力大于减压阀设定压力，通过隔离活塞的作用，使润滑油腔压力等于泥浆压力，泥浆无泄漏；S05：泥浆泵启动并持续输送泥浆，中心管不转，泥浆压力等于润滑油腔压力，泥浆无泄漏；S06：钻完一个立柱后，泥浆泵停泵，中心管不转，顶驱液压系统和/或齿轮润滑系统工作，持续为隔离油腔供油，直至泥浆腔中的泥浆排空。(三)有益效果采用本专利技术的双封结构冲管总成、冲管装置、润滑系统及其工艺，有效的解决了现有技术的不足。本专利技术中中的双封结构冲管总成，通过上推环和双管总成上端面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双封结构冲管总成3，其特征在于，包括上冲管(30)、上冲管(37)、密封构件(A)和固定构件(B)；/n所述上冲管(30)和所述下冲管(37)通过所述密封构件A密封连接，以在其内部形成泥浆通道(104)；/n所述固定构件(B)套装在所述密封构件(A)和所述上冲管(30)的外周，上端与所述上冲管(30)密封连接，下端与所述密封构件(A)密封连接，以在所述上冲管(30)、所述下冲管(37)所述密封构件(A)和所述固定构件(B)间形成润滑油腔(102)；/n所述密封构件(A)包括双环座(33)、上推环(32)、下推环(35)、镶装在所述双环座(33)的上端面的第一密封环(43)和镶装在所述双环座(33)的下端面的第二密封环(46)；/n所述上推环(32)套装在所述上冲管(30)的下端，所述上推环(32)和所述上冲管(30)之间密封连接有第三密封环(44)；/n所述双环座(33)和所述下推环(35)由上到下依次套装在所述下冲管(37)上，所述双环座(33)与所述下冲管(37)密封连接，所述下推环(35)和所述下冲管(37)间设置有第四密封环(42)；/n所述上推环(32)通过多组上压紧装置(C)与所述双环座(33)的上端面压紧连接，以在所述第一密封环(43)和所述第三密封环(44)接触面形成第一密封面(103)，所述第一密封面(103)用于隔离所述泥浆通道(104)和所述润滑油腔(102)；/n所述上压紧装置(C)的两端分别与所述上冲管(30)和所述上推环(32)固定连接；/n所述下推环(35)通过多组下压紧装置(C')与所述双环座(33)的下端面压紧连接，以在所述第二密封环(46)和所述第四密封环(42)接触面形成第二密封面(101)，所述第二密封面(101)用于隔离润滑油腔(102)和环境空气；/n所述下压紧装置(C')的两端分别所述下推环(35)和所述下法兰(36)固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双封结构冲管总成3，其特征在于，包括上冲管(30)、上冲管(37)、密封构件(A)和固定构件(B)；
所述上冲管(30)和所述下冲管(37)通过所述密封构件A密封连接，以在其内部形成泥浆通道(104)；
所述固定构件(B)套装在所述密封构件(A)和所述上冲管(30)的外周，上端与所述上冲管(30)密封连接，下端与所述密封构件(A)密封连接，以在所述上冲管(30)、所述下冲管(37)所述密封构件(A)和所述固定构件(B)间形成润滑油腔(102)；
所述密封构件(A)包括双环座(33)、上推环(32)、下推环(35)、镶装在所述双环座(33)的上端面的第一密封环(43)和镶装在所述双环座(33)的下端面的第二密封环(46)；
所述上推环(32)套装在所述上冲管(30)的下端，所述上推环(32)和所述上冲管(30)之间密封连接有第三密封环(44)；
所述双环座(33)和所述下推环(35)由上到下依次套装在所述下冲管(37)上，所述双环座(33)与所述下冲管(37)密封连接，所述下推环(35)和所述下冲管(37)间设置有第四密封环(42)；
所述上推环(32)通过多组上压紧装置(C)与所述双环座(33)的上端面压紧连接，以在所述第一密封环(43)和所述第三密封环(44)接触面形成第一密封面(103)，所述第一密封面(103)用于隔离所述泥浆通道(104)和所述润滑油腔(102)；
所述上压紧装置(C)的两端分别与所述上冲管(30)和所述上推环(32)固定连接；
所述下推环(35)通过多组下压紧装置(C')与所述双环座(33)的下端面压紧连接，以在所述第二密封环(46)和所述第四密封环(42)接触面形成第二密封面(101)，所述第二密封面(101)用于隔离润滑油腔(102)和环境空气；
所述下压紧装置(C')的两端分别所述下推环(35)和所述下法兰(36)固定连接。


2.根据权利要求1所述的双封结构冲管总成，其特征在于，所述固定构件(B)包括由上至下依次固定连接的上法兰(31)、外筒(34)和下法兰(36)；
所述上法兰(31)套装在所述上冲管(30)与所述外筒(34)之间，内圈与所述上冲管(30)密封连接，外圈与所述外筒(34)密封连接；
所述上法兰(31)与所述上螺母(21)固定连接；
所述下法兰(36)套装在所述下推环(35)上，与所述下推环(35)密封连接；
所述上法兰(31)上设置有排气孔，所述外筒(34)上设置有进油口24。


3.根据权利要求1或2所述的双封结构冲管总成3，其特征在于，还包括上螺母(21)和下螺母(25)；
所述上螺母(21)通过定位凸台密封连接在所述上冲管(30)的上端，所述下螺母(25)通过定位凸台密封连接在所述上冲管(37)的下端；
所述上螺母(21)通过卡箍(22)与所述上法兰(31)固定连接，所述下螺母(25)通过卡箍(22')与所述上冲管(37)固定连接。


4.根据权利要求1或2所述的双封结构冲管总成，其特征在于，多组所述上压紧装置(C)均匀布置在所述上冲管(30)的外周；
多组所述下压紧装置(C')均匀布置在所述下推环(35)的外周；
所述上压紧装置(C)和所述下压紧装置(C')结构相同，包括压簧和两个弹簧导销；
所述上压紧装置(C)的两个所述弹簧导销分别设置在所述上冲管(30)和所述上推环(32)上；
所述下压紧装置(C')的两个所述弹簧导销分别设置在所述下推环(35)和所述下法兰(36)上；
所述压簧套装在两个所述弹簧导销之间，所述压簧处于压缩状态。


5.根据权利要求1所述的双封结构冲管总成3，其特征在于，所述第一密封环(43)、所述第二密封环(46)、所述第三密封环(42)和所述第四密封环(42)为碳化硅或碳化钨密封环，镜面朝外；
所述上推环(32)和所述下推环(35)的外周上分别设置有防转销，所述上法兰(31)和所述下法兰(36)的内周上分别配置防转槽；
所述上推环(32)的所述防转销(38)一端套入所述上法兰(31)的所述防转槽内，用于限制所述上推环(32)转动；
所述下推环(35)的所述防转销(38')的一端套入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学军，张义，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