[实用新型]一种带有压力补偿的组合密封机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于全旋转指向式旋转导向钻井工具的密封，特别 涉及一种带有压力补偿的组合密封机构。

背景技术

导向钻井工具的密封主要是解决旋转外套或非旋转外套和心轴之间的密封 问题。常用于旋转导向钻井工具的密封主要有填料密封和唇形密封，这两种密 封形式主要是通过压缩密封材料产生大变形来实现的，难以满足可控弯接头旋 转导向钻井工具在不同钻进模式和恶劣工况条件下对密封结构的性能要求，主 要体现在以下几点：

1.密封面存在设计范围的摆角，因此密封结构需要在为导向轴留有适当摆动 空间的情况下实现密封，调整摆角大小时密封结构需要有自动补偿功能，保证 不产生泄漏。

2.密封结构和材料能承受井下高温、高压，能抵抗钻头在破岩时产生的冲击 和振动。

3.密封材料要耐腐蚀、耐磨损、不易老化。

4.密封结构有较高的可靠性和寿命。

由于，填料密封难以在密封面摆动时实现径向补偿，且在可靠近压盖处磨 损较快；唇形密封难以满足密封面两侧压力差存在不规律变化时的密封要求， 且在井下高温高压高磨砺性钻井液环境下，很难起到密封效果。所以，填料密 封和唇形密封难以满足可控弯接头旋转导向钻井工具对密封结构的上述要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种带有压力 补偿的组合密封机构，该结构具有耐高温高压、耐腐蚀、耐冲击、耐磨损，密 封性能高、长寿命等特点。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种带有压力补偿的组合密封机构，适用于全旋转式井下旋转导向钻井工 具，包括连接环3，连接环3通过过盈配合装入密封套5的左端，连接环3的右 端与金属密封波纹管4的左端焊接在一起，金属密封波纹管4的右端焊接在压 力缸套8的左端；压力缸套8最左端设置有安全阀6，安全阀6的右边设置有单 向阀7，压力缸套8内部与活塞9过盈配合，活塞9同时与导向轴14过盈配合， 活塞9的右端面处与弹簧10的左端焊接，弹簧10的右端焊接在螺旋密封12的 左端面处，螺旋密封12通过过盈配合套在导向轴14上，且螺旋密封12右端通 过弹簧挡圈定位。

连接环3和活塞9上均设有三个相同的耐高压组合密封槽A，密封槽A的 截面形状为梯形，O型密封圈17装在密封槽A中间，O型密封圈17两边均对 称装有楔形密封圈15和备份密封圈16。

压力缸套8左端外表面到安全阀6之间加工成楔形。

活塞9内圆面与导向轴14的接触距离大于活塞9与压力缸套8的接触距离。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型为导向轴绕导向节自由灵活摆动留有充足空间，使导向轴 较为容易的达到设计要求的最大倾角，密封机构对其不产生空间约束。

(2)本实用新型采用组合密封圈设计，楔形截面金属密封圈、矩形密封圈、 O型圈的有机配合，增强了密封圈对井下高压的耐受力，减小了因压力差而产生 的密封圈失效，提高了密封结构的工作寿命。

(3)本实用新型采用了压力补偿机构配合其他密封元件的设计方法，压力 补偿机构由压力缸套8、活塞9、弹簧10、安全阀6、单向阀7组成。压力缸套 左端与金属密封波纹管焊接，压力缸套两端外表面处加工成楔形，压力缸套左 端处有安全阀和单向阀。活塞套在导向轴上，活塞内圆横截面比外圆横截面稍 长，活塞内孔和外表面开有凹槽，各密封圈的布置同连接环凹槽密封圈布置相 同。活塞右端焊接弹簧，弹簧右端连接在螺旋密封左端。有效的降低了密封界 面两侧的压力差，降低了其他密封元件因高压力差而引起的破坏，减少了泄漏 量。

附图说明

图1为组合密封结构示意图。

图2为密封圈组合结构示意图。

图中：1旋转外套，2导向节，3连接环，4金属密封波纹管，5密封套， 6安全阀，7单向阀，8压力缸套，9活塞，10弹簧，11螺旋密封，12弹性 纱网，13弹簧挡圈，14导向轴，15楔形密封圈，16备份密封圈，17O型圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细叙述。