[实用新型]超高压钻井机械密封

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体涉及超高压钻井的机械密封。 

背景技术

针对钻井过程中的存在高温高压，一般的机械密封难达到密封要求，从而影响钻井机械的使用，对高压钻井的机械密封研究非常重要。传统高压钻井机械密封的不足之处在于： 

（1）、在过高压力条件下，机械密封出现周期性的大量泄漏；

（2）、由于结构设计、选材等问题，密封端面密封性能不好，整体易出现周期性的振动等，以致密封性能达不到很好的效果，影响密封；

（3）、高压钻井时安装、维护操作繁琐，由于压力平衡问题等造成密封位移变形，传动销失效，密封圈爆裂等现象。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种超高压钻井机械密封，以解决现有的一般钻井机械密封存在的以上问题。 

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种超高压钻井机械密封，包括弹簧座2、静环座3、静环4、动环5和弹簧10；所述静环4设置于静环座3下端，其特征在于：所述弹簧座2套下段接在所述静环座3上段内或者所述静环座3上段套接在所述弹簧座2下段内；所述弹簧10套装在所述弹簧座2和静环座3之间，弹簧10一端抵接弹簧座2，另一端抵接静环座3。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述弹簧座2与静环座3为间隙配合，所述间隙中设置有挡圈8。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述弹簧座2上端设有安装环21，所述静环座3的下端设有限位环31，所述弹簧10的一端抵接于安装环21，另一端抵接于限位环31。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述限位环31上设置于至少1个通孔32，所述限位环31和安装环21之间设置有数量与通孔32相同的双头螺栓9，所述双头螺栓9一端固定于安装环21，另一端向下穿过所述通孔32延伸出限位环31，在双头螺栓9延伸出限位环31的部分装有螺母11。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述弹簧座2的上端设置有上冲管大螺母1，所述动环5的下端设置有下冲管大螺母7。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述静环座3与静环4之间设置有防转销6，所述动环5与下冲管大螺母7之间设置有防转销6。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：动压槽设置于静环4上。 

根据本实用新型所述的超高压钻井机械密封，其特征在于：所述静环4和动环5采用硬质合金制造。 

该高压钻井机械密封整体结构简单、紧凑、科学合理。具有如下优点： 

（1）实用性更强、适用范围变广。最大的出入口压力可达40Mpa，适用于各种普通密封无法使用的超高压密封环境，彻底解决了钻井的超高压机械密封问题。

（2）采用了合理的密封结构设计、从实践而得更准确的数据计算、更标准合理的材料选取。设计中考虑了上下工件的对中性，减小了振动；改变受力不均问题，抑制了工件的失效变形；采用特殊的圆弧过渡（图1中上冲管大螺母上端所连接的类似弯管的结构），增大了零件截面，避免零件断面积突变；弹簧比压控制在理想范围内，达到了控制摩擦热的目的。通过大量的试验而获得使用的载荷系数，明显提高了密封使用寿命；设计采用加大的销钉规格，受力强度加大，销钉设计也远离轴心，减小了传动件受的作用力。 

（3）动静环等主要密封部件采用了先进设计理念。设计中充分考虑超高压平衡问题，避免力不平衡造成密封移位或变形。动静环选用特殊硬质合金，抵抗热变形能力强，具有很强的抗冲击性、刚性韧性等。此设计的密封端面会产生动压效应，强化端面液膜的形成，改善端面的润滑条件，抑制液膜相变，使密封可以承受很高的压力，且使用寿命长，密封性能好，便于快速拆装。静环面采用特殊螺旋纹结构，大大减少泄露量，带走磨擦热，提高密封可靠性。 

经过现场工业运行试验多次拆装、启动、停机及长周期的连续运行，该超高压钻井机械密封的性能好、寿命长，并且可适用于不同的工况。证明它的设计参数和结构选择是完全正确的，其使用价值完全超过国内外同类产品，该产品用于社会将产生巨大的经济效益和社会效益。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为静环在图1中A向视图。