[发明专利]一种海洋钻井平台密封装置

说明书

本发明公开了一种海洋钻井平台密封装置，密封装置包括鹅颈管和中心管，鹅颈管与中心管对接，鹅颈管从右端起依次安装上压盖、弹簧座、静环轴套、静环座以及静环，静环轴套与弹簧座之间留有平衡压强的端面，端面的两侧表面涂覆疏液涂层，所述中心管从左端起依次安装动环轴套、动环座以及动环，所述静环与动环配合形成第一主密封面，所述动环轴套与静环轴套配合形成第二迷宫密封；所述密封装置外部安装防护罩；本发明具有二次密封的功能，降低了因密封失效而引发井喷事故的风险，显著提升了密封装置的密封可靠性；使用剖分式防护罩，安装方便，且防护罩上开有视孔口和通气器；采用平衡型密封结构，在高压介质的情况下仍能具有良好的密封性能；使用活动螺纹杆进行精细调节，方便拆卸与安装。

技术领域

本发明属于钻井平台技术领域，具体涉及一种海洋钻井平台的密封装置。

背景技术

目前，世界范围内的海洋钻井平台的密封技术长期被欧、美等发达国家的公司所垄断，我国对这方面的研究还处于初期探索阶段。石油作为一种战略能源，一个国家的石油储备量一直都备受关注，而我国的渤海、黄海、东海和南海海底是石油富集区，具有良好的勘探和开发前景。我国的石油不能一直依赖进口，应尽早完善自己的石油开采技术，海洋平台相对独立、封闭，属于高风险区域，原油及伴生气体的泄漏会导致不可预估的后果和灾难。为降低石油勘探开发成本，世界上各个国家都在不断研发新的石油开发技术，顶部驱动钻井装置（简称顶驱）是目前钻井中需要的一种重要装备，被誉为近代钻井装备的3大技术成果之一。顶驱中的水龙头冲管总成是钻井液密封系统中最薄弱的环节，除要求必须能够承受高压钻井液的作用外，还必须能够有效防止高压昂贵的钻井液泄漏，其密封性能的优劣直接影响并决定海洋石油开采系统的安全性和可靠性。随着全球范围内水平井和复杂井钻探数量的增多，钻井的压力不断地提高，对密封性的要求也越来越苛刻，同时为了打破国外行业垄断，在这样的背景下，研究承载能力强、拆装效率高、具有高稳定性的密封装备十分必要。

海上钻井平台目前关键的密封部件主要依赖进口，且以橡胶填料密封为主，此种填料式密封在装置运行过程中产热大、易损耗、寿命短且易失效，一旦失效，花费的更换或维修时间往往要1~5h，而每个小时的损失高达数千美元；上部的驱动冲管密封装置距钻头数米，且工人必须用大锤进行更换，危险系数很高。更为严重的是，填料密封的实际寿命难以预估（5~500h不等），给钻井工作带来不确定性因素，对作业人员生命安全存在不确定风险。

发明内容

本发明的目的在于开发一种海洋钻井平台密封装置，具有耐高压、易装卸、二次防泄漏的功能，提升顶驱在工作时密封系统的良好密封性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海洋钻井平台密封装置，密封装置包括鹅颈管和中心管，鹅颈管与中心管对接，鹅颈管从右端起依次安装上压盖、弹簧座、静环轴套、静环座以及静环，静环轴套与弹簧座之间留有平衡压强的端面，端面的两侧表面涂覆疏液涂层，所述中心管从左端起依次安装动环轴套、动环座以及动环，所述静环与动环配合形成第一主密封面，所述动环轴套与静环轴套配合形成第二迷宫密封；所述密封装置外部安装防护罩。

优选地，所述静环与动环的接触端面为主密封面，所述动环端面采用槽型端面结构。

优选上述方案，槽型端面结构采用螺旋槽，槽底涂覆超疏液涂层。

优选地，所述动环轴套与静环轴套之间设计成若干曲折的小室，相互配合构成迷宫密封的结构。

优选地，防护罩安装在中心管的轴肩和鹅颈管的法兰盘之间，所述防护罩由两个半壳体组合而成。

优选地，所述防护罩上开有视孔盖和通气器。

优选地，上压盖与鹅颈管通过螺纹连接；上压盖与弹簧座，弹簧座与静环轴套，静环座与静环轴套三者均通过凹凸结构连接。