專利名稱：海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋石油鉆采裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及鉆井、采油平臺(tái)或船用立管系 統(tǒng)工程技術(shù)，具體涉及一種海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，在海洋鉆井、采油立管系統(tǒng)的研制技術(shù)上，尤其適應(yīng)深水作業(yè)條件的立管 技術(shù)上還一直處于初期發(fā)展階段。伸縮接頭作為海洋鉆采立管系統(tǒng)中的一個(gè)重要單元設(shè) 備，其主要功能是能夠隨著平臺(tái)上浮而伸長(zhǎng)，隨著平臺(tái)下沉而縮短，保障立管系統(tǒng)在海洋波 浪作用下工作的安全性，而內(nèi)筒和外筒密封則成為伸縮接頭的關(guān)鍵技術(shù)，密封裝置則成為 伸縮接頭關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。當(dāng)前，在常規(guī)的機(jī)械產(chǎn)品或石油機(jī)械產(chǎn)品中常用的密封形式多為密封圈、密封圈 加擋圈等形式，這些密封方式能夠滿足一般用途的密封需要。但對(duì)特殊行業(yè)，尤其對(duì)于海洋 作業(yè)環(huán)境中的立管系統(tǒng)而言，常規(guī)的密封方式是無(wú)法適應(yīng)的，原因除伸縮接頭自身重量大， 內(nèi)、外筒往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁，立管系統(tǒng)受海水腐蝕較為嚴(yán)重，最關(guān)鍵的是密封裝置在使用過(guò)程 中，工況惡劣，磨損快。若使用普通密封，則會(huì)很快失效，密封補(bǔ)償能力不足，且不便于更換， 不但會(huì)嚴(yán)重影響鉆井效率，而且會(huì)危及人員和隔水管系統(tǒng)的安全。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中 存在的密封件容易失效，密封補(bǔ)償能力不足，且不便更換的問(wèn)題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置，所述密 封裝置包括主密封總成和副密封總成，主密封總成和副密封總成的結(jié)構(gòu)一致；在內(nèi)筒依次 套裝連接有連接法蘭、主密封總成、雙法蘭接箍、副密封總成和外筒，主密封總成和副密封 總成內(nèi)設(shè)置有壓力室，該壓力室與內(nèi)筒之間設(shè)置有密封膠筒，該壓力室通過(guò)壓力管線與壓 力控制系統(tǒng)連接；連接法蘭設(shè)置有潤(rùn)滑室，該潤(rùn)滑室通過(guò)潤(rùn)滑降溫管線與潤(rùn)滑降溫控制裝 置連接。本實(shí)用新型的密封裝置，其特征還在于所述密封膠筒為氣壓和液壓混合驅(qū)動(dòng)，或 全部是氣壓或全部是液壓驅(qū)動(dòng)。所述主密封總成的結(jié)構(gòu)是，在連接法蘭和雙法蘭接箍之間，在內(nèi)筒圓周上設(shè)置有 上止推環(huán)、密封膠筒、下止推環(huán)，在密封膠筒上安裝有密封支撐套和兩個(gè)鐵芯，其中的一個(gè) 鐵芯同時(shí)還與上止推環(huán)連接，另一個(gè)鐵芯同時(shí)還與下止推環(huán)連接，上止推環(huán)和下止推環(huán)與 內(nèi)筒的接觸面之間還分別設(shè)置有一耐磨環(huán)，在密封支撐套和兩個(gè)鐵芯圓周外側(cè)上連接有密 封外筒，密封外筒通過(guò)雙頭螺柱與連接法蘭和雙法蘭接箍分別固定連接，密封外筒通過(guò)螺 釘B與下止推環(huán)固定連接，上止推環(huán)通過(guò)螺釘A與連接法蘭固定連接，密封外筒的氣壓室設(shè) 置有密封嘴和壓力接口。所述密封密封支撐套、密封膠筒、鐵芯為兩半式結(jié)構(gòu)，或是整體式、三瓣、四瓣式結(jié)構(gòu)，密封膠筒內(nèi)徑上有2個(gè)以上容納潤(rùn)滑液的環(huán)槽，鐵芯采用與密封膠筒硫化成一體結(jié)構(gòu) 或分體式結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型裝置，采用主密封總成和副密封總成構(gòu)成的雙密封系統(tǒng)，主密封總成 工作時(shí)用，副密封總成備用或更換密封膠筒時(shí)用。主、副密封總成的密封膠筒均采用兩半式 結(jié)構(gòu)，更換方便，工作時(shí)，通過(guò)主密封總成膠筒的壓縮變形實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外筒密封，當(dāng)需要密封較 高壓力時(shí)，通過(guò)密封外筒上的加壓孔向內(nèi)加壓，促動(dòng)密封膠筒，可以實(shí)現(xiàn)高壓密封；可以滿 足伸縮接頭在補(bǔ)償升沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)、外筒環(huán)空的動(dòng)密封需求，同時(shí)還具備可承受較大的立管 載荷。整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置合理，制作成本低，操作簡(jiǎn)單、安全可靠。

圖1為本實(shí)用新型的密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型密封裝置中的密封總成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.接箍，2.內(nèi)筒，3.密封總成，4.雙法蘭接箍，5.密封總成，6.外筒，7.雙頭 螺柱，8.螺釘A，9.上止推，10.密封支撐套，11.密封外筒，12.密封膠筒，13.鐵芯，14.下 止推環(huán)，15.螺釘B，16.耐磨環(huán)，17.氣壓促動(dòng)管線，18.液壓促動(dòng)管線，19.潤(rùn)滑降溫管線， 20.氣壓控制裝置，21.液壓控制裝置，22.潤(rùn)滑降溫控制裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1，為本實(shí)用新型海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，在內(nèi)筒2上 依次套裝連接有連接法蘭1、主密封總成3、雙法蘭接箍4、副密封總成5和外筒6，主密封總 成3設(shè)置有氣壓室，該氣壓室與內(nèi)筒2之間設(shè)置有密封膠筒12，該氣壓室通過(guò)氣壓促動(dòng)管 線17與氣壓控制裝置20連接；副密封總成5設(shè)置有液壓室，該液壓室與內(nèi)筒2之間也同樣 設(shè)置有一密封膠筒12，該液壓室通過(guò)液壓促動(dòng)管線18與液壓控制裝置21連接；連接法蘭 1設(shè)置有潤(rùn)滑室，該潤(rùn)滑室通過(guò)潤(rùn)滑降溫管線19與潤(rùn)滑降溫控制裝置22連接，氣壓控制裝 置20或液壓控制裝置21通過(guò)氣壓促動(dòng)管線17或液壓促動(dòng)管線18驅(qū)動(dòng)密封膠筒12壓緊 內(nèi)筒2，實(shí)現(xiàn)密封功能，同時(shí)，潤(rùn)滑降溫控制裝置22開始通過(guò)潤(rùn)滑降溫管線19向連接法蘭1 與內(nèi)筒2之間的環(huán)空加注潤(rùn)滑降溫液體，保證內(nèi)筒2與外筒6之間的潤(rùn)滑，減輕密封件之間 的磨損，改善密封膠筒12的工作環(huán)境。主密封總成3和副密封總成5構(gòu)成雙密封系統(tǒng)，兩 者結(jié)構(gòu)一致。如圖2，為本實(shí)用新型密封裝置中的密封總成結(jié)構(gòu)示意圖，在連接法蘭1和雙法蘭 接箍4之間，在內(nèi)筒2圓周上設(shè)置有上止推環(huán)9、密封膠筒12、下止推環(huán)14，在密封膠筒12 上安裝有密封支撐套10和兩個(gè)鐵芯13，其中的一個(gè)鐵芯13同時(shí)還與上止推環(huán)9連接，另一 個(gè)鐵芯13同時(shí)還與下止推環(huán)14連接，上止推環(huán)9和下止推環(huán)14與內(nèi)筒2的接觸面之間還 分別設(shè)置有一耐磨環(huán)16，在密封支撐套10和兩個(gè)鐵芯13圓周外側(cè)上連接有密封外筒11， 密封外筒11通過(guò)雙頭螺柱7與連接法蘭1和雙法蘭接箍4分別固定連接，密封外筒11通 過(guò)螺釘B15與下止推環(huán)14固定連接，上止推環(huán)9通過(guò)螺釘A8與連接法蘭1固定連接，密封 外筒11的氣壓室設(shè)置有壓力接口，壓力接口與上述的氣壓或液壓促動(dòng)管線連接。密封支撐套10、密封膠筒12、鐵芯13為兩半式結(jié)構(gòu)，或是整體式、三瓣、四瓣式結(jié)構(gòu)，密封膠筒12內(nèi)徑上設(shè)計(jì)有2個(gè)以上容納潤(rùn)滑液的環(huán)槽，密封膠筒12和鐵芯13采用硫化成一體結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，擰緊雙頭螺柱7，驅(qū)動(dòng)連接法蘭1與雙法蘭接箍4靠近，推動(dòng)上止推環(huán)9和 下止推環(huán)14同時(shí)擠壓密封膠筒12，使密封膠筒12產(chǎn)生徑向形變，直到其和內(nèi)筒2貼緊為 止，此時(shí)初始密封建立，隨后氣壓控制裝置20通過(guò)氣體促動(dòng)管線19中的氣體驅(qū)動(dòng)密封膠筒 12壓緊內(nèi)筒2，達(dá)到加壓密封目的；必要時(shí)液壓控制裝置21通過(guò)液壓促動(dòng)管線18中的控制 液驅(qū)動(dòng)副密封總成5中密封膠筒12壓緊內(nèi)筒2，可以達(dá)到副密封總成5的密封目的，副密封 總成5的壓力高，主要是備用環(huán)空壓力高或更換密封膠筒12時(shí)使用。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于伸縮接頭實(shí)現(xiàn)位置補(bǔ)償?shù)墓r時(shí)，密封裝置的密封壓力范 圍寬，密封膠筒自補(bǔ)償性能好，密封性能可靠，工作狀態(tài)下，通過(guò)氣壓液壓使主密封膠筒壓 縮變形，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外筒密封；當(dāng)需要密封較高壓力時(shí)，氣壓液壓控制裝置同時(shí)通過(guò)密封 外筒上的加壓孔向密封腔內(nèi)加壓，促動(dòng)密封膠筒，可以實(shí)現(xiàn)高壓密封。設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑管線系 統(tǒng)，改善了密封膠筒和內(nèi)筒之間的摩擦，提高了膠筒的壽命；尤其是密封膠筒在磨損后，可 以在不拆卸伸縮接頭的情況下更換。本實(shí)用新型的密封裝置，使用不局限于海洋石油鉆采 立管系統(tǒng)伸縮接頭，也可以用于其他需要?jiǎng)用芊獾漠a(chǎn)品。
權(quán)利要求一種海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置，其特征在于所述密封裝置包括主密封總成(3)和副密封總成(5)，主密封總成(3)和副密封總成(5)的結(jié)構(gòu)一致；在內(nèi)筒(2)上依次套裝連接有連接法蘭(1)、主密封總成(3)、雙法蘭接箍(4)、副密封總成(5)和外筒(6)，主密封總成(3)和副密封總成(5)內(nèi)設(shè)置有壓力室，該壓力室與內(nèi)筒(2)之間設(shè)置有密封膠筒(12)，該壓力室通過(guò)壓力管線與壓力控制系統(tǒng)連接；連接法蘭(1)設(shè)置有潤(rùn)滑室，該潤(rùn)滑室通過(guò)潤(rùn)滑降溫管線(19)與潤(rùn)滑降溫控制裝置(22)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于所述密封膠筒(12)為氣壓和液壓混 合驅(qū)動(dòng)，或全部是氣壓或全部是液壓驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封裝置，其特征在于所述主密封總成(3)的結(jié)構(gòu)是，在連 接法蘭⑴和雙法蘭接箍⑷之間，在內(nèi)筒⑵圓周上設(shè)置有上止推環(huán)(9)、密封膠筒(12)、 下止推環(huán)(14)，在密封膠筒(12)上安裝有密封支撐套(10)和兩個(gè)鐵芯(13)，其中的一個(gè) 鐵芯(13)同時(shí)還與上止推環(huán)(9)連接，另一個(gè)鐵芯(13)同時(shí)還與下止推環(huán)(14)連接，上 止推環(huán)(9)和下止推環(huán)(14)與內(nèi)筒(2)的接觸面之間還分別設(shè)置有一耐磨環(huán)(16)，在密封 支撐套(10)和兩個(gè)鐵芯(13)圓周外側(cè)上連接有密封外筒(11)，密封外筒(11)通過(guò)雙頭螺 柱(7)與連接法蘭⑴和雙法蘭接箍⑷分別固定連接，密封外筒(11)通過(guò)螺釘B(15)與 下止推環(huán)(14)固定連接，上止推環(huán)(9)通過(guò)螺釘A(8)與連接法蘭(1)固定連接，密封外筒(11)的氣壓室設(shè)置有密封嘴和壓力接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封裝置，其特征在于所述密封密封支撐套(10)、密封膠筒(12)、鐵芯(13)為兩半式結(jié)構(gòu)，或是整體式、三瓣、四瓣式結(jié)構(gòu)，密封膠筒(12)內(nèi)徑上有2 個(gè)以上容納潤(rùn)滑液的環(huán)槽，鐵芯(13)采用與密封膠筒(12)硫化成一體結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種海洋鉆采立管伸縮接頭密封裝置，所述密封裝置包括主密封總成和副密封總成，主密封總成和副密封總成的結(jié)構(gòu)一致；在內(nèi)筒依次套裝連接有連接法蘭、主密封總成、雙法蘭接箍、副密封總成和外筒，主密封總成和副密封總成內(nèi)設(shè)置有壓力室，該壓力室與內(nèi)筒之間設(shè)置有密封膠筒，該壓力室通過(guò)壓力管線與壓力控制系統(tǒng)連接；連接法蘭設(shè)置有潤(rùn)滑室，該潤(rùn)滑室通過(guò)潤(rùn)滑降溫管線與潤(rùn)滑降溫控制裝置連接。本實(shí)用新型的密封裝置的密封壓力范圍寬，密封膠筒自補(bǔ)償性能好，密封性能可靠；密封膠筒在磨損后，可以在不拆卸伸縮接頭的情況下更換。
文檔編號(hào)F16J15/40GK201588935SQ20102030221
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者任克忍, 李愛利, 楊紅剛, 肖銳, 陳才虎 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司