專利名稱：一種用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于石油固控泥漿的砂菜機(jī)械密封
扶術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種密封裝置，具體涉及一種用于石油固控泥漿的砂泵機(jī) 械密封。
背景技術(shù)：
石油天然氣等勘探和生產(chǎn)鉆井的鉆井液是一種帶有腐蝕性并含有很多不同 大小的固體顆粒的懸浮液，這種懸浮液的輸送廣泛采用離心泵。在鉆井液處理 的固控系統(tǒng)中，離心泵常用作供料泵、灌注泵等，由于其輸送的液體含有大量 的砂粒，所以這種用途的離心泵被稱為砂泵。機(jī)械密封是砂泵的關(guān)鍵部件之一， 它的可靠性在很大程度上決定了砂泵工作的可靠性。機(jī)械密封也是砂泵的主要 易損件，且價(jià)格昂貴。因此，用戶在選購砂泵時(shí)，機(jī)械密封的性能與質(zhì)量是用 戶重點(diǎn)關(guān)心的內(nèi)容。
機(jī)械密封是一種依靠彈性元件對(duì)靜、動(dòng)環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與 彈性元件壓力的壓緊，而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置，又稱為端面密封。機(jī) 械密封有很多種類，按照摩擦副數(shù)目可分為單端面和雙端面；按彈簧是否與介 質(zhì)接觸可分為內(nèi)裝式和外裝式；按照介質(zhì)在端面引起卸載的程度可分為平衡型 與非平衡性；按照彈簧的數(shù)目可分為單彈簧和多彈簧；按照介質(zhì)泄露的方向可
分為內(nèi)流式和外流式；按照端面摩擦工況可分為邊界摩擦和全液摩擦。
機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)包括動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、動(dòng)環(huán)密封、靜環(huán)密封、彈簧、彈簧 座、防轉(zhuǎn)銷等。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)一般使用硬質(zhì)合金材料或石墨，動(dòng)環(huán)密封和靜環(huán)密 封一般使用O型密封圈。其中，動(dòng)環(huán)的結(jié)構(gòu)型式有整體式、耐磨環(huán)與外套壓 配、耐磨環(huán)與外套鑲嵌或熱裝、耐磨材料堆焊或噴涂在外套上。
由于砂泵輸送的介質(zhì)的特殊性， 一般的機(jī)械密封在砂泵中的使用效果很差。 由于細(xì)微砂粒的存在，機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間一直處于高速旋轉(zhuǎn)的研磨狀
態(tài)中，往往因?yàn)榭焖倌p而不能得到適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償而泄露，或由于摩擦發(fā)熱而很 快燒損失效。
柳謹(jǐn)赫
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題在于，如何提供一種用于石油固控泥槳的 砂泵機(jī)械密封，該密封能提高動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的接觸端面的密封性能，并能使 機(jī)械密封的壽命比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的提高1倍左右。
本實(shí)用新型所提出的技術(shù)問題是這樣解決的構(gòu)造一種用于石油固控泥槳 的砂泵機(jī)械密封，安裝在旋轉(zhuǎn)的葉輪和靜止的殼體之間，其特征在于，所述機(jī) 械密封包括動(dòng)環(huán)、防轉(zhuǎn)銷、靜環(huán)、靜環(huán)密封、彈簧和彈簧座；所述動(dòng)環(huán)包括耐 磨環(huán)、外套、卡套和橡膠波紋管；所述耐磨環(huán)套裝在外套內(nèi)，二者之間設(shè)有間 隙，用于裝卸更換耐磨環(huán)；所述耐磨環(huán)、外套和卡套之間裝有一個(gè)橡膠波紋管； 所述橡膠波紋管右端有兩圈波紋結(jié)構(gòu)，和耐磨環(huán)、外套與卡套組合在一起；所 述彈簧座支承彈簧，彈簧座的軸向位置由軸上的葉輪限制。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述橡膠波紋管的波紋管部分卡在外套、耐磨環(huán)及卡套之間，橡膠波紋管右端 的一圈波紋凸沿卡在外套與耐磨環(huán)之間， 一圈波紋凸沿卡在外套與卡套之間， 左端一個(gè)環(huán)形凸沿在卡套外側(cè)，左端內(nèi)圓與軸緊密配合，外圓與卡套緊密配合。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述耐磨環(huán)外圓設(shè)有與外套內(nèi)圓上的幾個(gè)凸臺(tái)相匹配的幾個(gè)凹槽，用于傳遞扭 矩。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述卡套裝入外套的另一端，卡套和外套之間設(shè)有間隙，卡套外圓設(shè)有幾個(gè)與 外套端面的缺口匹配的凸臺(tái)。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于，所述彈簧采用大直徑單彈簧結(jié)構(gòu)。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述防轉(zhuǎn)銷固定靜環(huán)防止轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)采用整體式硬質(zhì)合金材料，并在靜環(huán)外圓
設(shè)o形密封圈結(jié)構(gòu)。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述橡膠波紋管的內(nèi)圓設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽。
按照本實(shí)用新型所提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述耐磨環(huán)采用新型高耐磨硬質(zhì)合金材料，外套、卡套、彈簧和彈簧座采用不 銹鋼材料，橡膠波紋管采用耐高溫、低溫和耐腐蝕的橡膠材料。
本實(shí)用新型提供的一種用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，通過在動(dòng)環(huán)上 特殊設(shè)計(jì)的橡膠波紋管，增強(qiáng)了動(dòng)環(huán)的追隨補(bǔ)償性，顯著提高了動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之 間的接觸端面的密封性能，并且動(dòng)環(huán)和靜環(huán)使用了新型高耐磨硬質(zhì)合金材料及 整體硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)，先進(jìn)的彈簧結(jié)構(gòu)，適合泥漿介質(zhì)。上述結(jié)構(gòu)可以將機(jī)械密 封的壽命比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的提高1倍左右。同時(shí)，橡膠波紋管的與軸的緊密配合的 靜密封，也提高了密封的可靠性。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1為本實(shí)用新型提供的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封一種實(shí)施方式 的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、防轉(zhuǎn)銷，2、靜環(huán)，3、靜環(huán)密封，4、耐磨環(huán)，5、外套，6、卡 套，7、橡膠波紋管，8、彈簧，9、彈簧座，10、葉輪，11、軸，12、殼體。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，由耐磨環(huán)4、外套5、卡套6和橡膠波紋管7組合成的動(dòng)環(huán)和 動(dòng)環(huán)密封與防轉(zhuǎn)銷l、靜環(huán)2、靜環(huán)密封3、彈簧8、彈簧座9，共同構(gòu)成本實(shí)用
新型的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封的一種實(shí)施方式。本實(shí)施方式是一種 單端面、內(nèi)裝式、非平衡型、單彈簧、內(nèi)流式、邊界摩擦式的機(jī)械密封。
機(jī)械密封安裝在旋轉(zhuǎn)的葉輪10和靜止的殼體12之間，防止鉆井液從左邊 的內(nèi)腔泄露到右邊殼體12以外。
彈簧8采用大直徑單彈簧結(jié)構(gòu)，防止鉆井液沉淀堵塞。彈簧座9支承彈簧8, 軸11上的葉輪10限制彈簧座9的軸向位置，使彈簧8保持預(yù)緊。防轉(zhuǎn)銷1防 止靜環(huán)2旋轉(zhuǎn)。靜環(huán)密封3為0型密封圈。動(dòng)環(huán)由耐磨環(huán)4、外套5、卡套6、 橡膠波紋管7組合而成。
耐磨環(huán)4套裝在外套6內(nèi)，二者之間有明顯的間隙，便于耐磨環(huán)4的裝卸 更換。耐磨環(huán)4外圓有幾個(gè)凹槽，與外套5內(nèi)圓的幾個(gè)凸臺(tái)相匹配，傳遞扭矩。
卡套6裝入外套5的另一端，卡套6和外套5之間有明顯的間隙，便于裝 卸。卡套6外圓有幾個(gè)凸臺(tái)，與外套5端面的缺口匹配，傳遞扭矩?？ㄌ?也 是彈簧8的安裝座。
外套5和卡套6的內(nèi)圈，裝有一個(gè)橡膠波紋管7。橡膠波紋管7右端有兩圈 波紋結(jié)構(gòu)，卡在外套5與耐磨環(huán)4之間以及卡在外套5與卡套6之間的波紋管 在彈簧壓力和介質(zhì)壓力下或大氣壓力下均使耐磨環(huán)4與靜環(huán)2良好貼合，起到 端面密封的作用。同時(shí)，橡膠波紋管7與耐磨環(huán)4、外套5及卡套6組合在一起。
橡膠波紋管7的內(nèi)圓有一個(gè)環(huán)形槽，增加了橡膠波紋管7的彈性。橡膠波 紋管7的內(nèi)圓與軸11緊密配合，外圓與卡套6緊密配合，起動(dòng)環(huán)密封的作用， 同時(shí)也傳遞扭矩。
耐磨環(huán)4和具有整體式結(jié)構(gòu)的靜環(huán)2使用新型高耐磨硬質(zhì)合金材料;彈簧8、 彈簧座9、外套5和卡套6使用不銹鋼材料；橡膠波紋管7采用耐高溫、低溫和 耐腐蝕的橡膠材料。
權(quán)利要求1、一種用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，安裝在旋轉(zhuǎn)的葉輪(10)和靜止的殼體(12)之間，其特征在于，所述機(jī)械密封包括動(dòng)環(huán)、防轉(zhuǎn)銷(1)、靜環(huán)(2)、靜環(huán)密封(3)、彈簧(8)和彈簧座(9)；所述動(dòng)環(huán)包括耐磨環(huán)(4)、外套(5)、卡套(6)和橡膠波紋管(7)所述耐磨環(huán)(4)套裝在外套(5)內(nèi)，二者之間設(shè)有間隙，用于裝卸更換耐磨環(huán)(4)；所述耐磨環(huán)(4)、外套(5)和卡套(6)之間裝有一個(gè)橡膠波紋管(7)；所述橡膠波紋管(7)右端有兩圈波紋結(jié)構(gòu)，和耐磨環(huán)(4)、外套(5)與卡套(6)組合在一起；所述彈簧座(9)支承彈簧(8)，彈簧座(9)的軸向位置由軸(11)上的葉輪(10)限制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述橡膠波紋管(7)波紋管部分卡在外套(5)、耐磨環(huán)(4)及卡套(6)之間， 橡膠波紋管(7)右端的一圈波紋凸沿卡在外套(5)與耐磨環(huán)(4)之間， 一圈 波紋凸沿卡在外套(5)與卡套(6)之間；左端一個(gè)環(huán)形凸沿在卡套(6)外側(cè)， 左端內(nèi)圓與軸(11)緊密配合，外圓與卡套(6)緊密配合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述耐磨環(huán)(4)外圓設(shè)有與外套(5)內(nèi)圓上的幾個(gè)凸臺(tái)相匹配的幾個(gè)凹槽， 用于傳遞扭矩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述卡套(6)裝入外套(5)的另一端，卡套(6)和外套(5)之間設(shè)有伺隙， 卡套(6)外圓設(shè)有幾個(gè)與外套(5)端面的缺口匹配的凸臺(tái)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述彈簧(8)采用大直徑單彈簧結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特^E在于， 所述防轉(zhuǎn)銷(1)固定靜環(huán)(2)防止轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)(2)采用整體式硬質(zhì)合金材料， 并在靜環(huán)(2)外圓設(shè)O形密封圈結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于，所述橡膠波紋管(7)的內(nèi)圓設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，其特征在于， 所述耐磨環(huán)(4)采用新型高耐磨硬質(zhì)合金材料，外套(5)、卡套(6)、彈簧(8) 和彈簧座(9)采用不銹鋼材料，橡膠波紋管(7)采用耐高溫、低溫和耐腐蝕 的橡膠材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于石油固控泥漿的砂泵機(jī)械密封，安裝在旋轉(zhuǎn)的葉輪和靜止的殼體之間。該機(jī)械密封包括動(dòng)環(huán)、防轉(zhuǎn)銷、靜環(huán)、靜環(huán)密封、彈簧和彈簧座。動(dòng)環(huán)包括耐磨環(huán)、外套、卡套和橡膠波紋管，耐磨環(huán)套裝在外套內(nèi)，耐磨環(huán)外圓設(shè)有與外套內(nèi)圓上的幾個(gè)凸臺(tái)相匹配的幾個(gè)凹槽，外套和卡套的內(nèi)圈裝有一個(gè)橡膠波紋管，橡膠波紋管的內(nèi)圓與軸緊密配合，外圓與卡套緊密配合。該機(jī)械密封通過在動(dòng)環(huán)上設(shè)置橡膠波紋管，增強(qiáng)了動(dòng)環(huán)的追隨補(bǔ)償性，提高了動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的接觸端面的密封性能，采用了新型高耐磨硬質(zhì)合金材料可以將機(jī)械密封的壽命比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的提高1倍左右。同時(shí)，橡膠波紋管與軸緊密配合的靜密封，也提高了密封的可靠性。
文檔編號(hào)F04D29/12GK201068884SQ20072007985
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者凱 徐, 暉 鄒 申請(qǐng)人:成都西部石油裝備有限公司