[发明专利]用于油田抽油增产的旋转接头

说明书

一种旋转接头，包括管状阴构件，所述管状阴构件可旋转地连接到管状阳构件。阴构件包括：阴座圈部分，所述阴座圈部分具有轴向延伸的内环形凹陷部；阴内端部部分，所述阴内端部部分形成在凹陷部的轴向内端部处；和多条内环形槽，所述多条内环形槽形成在所述凹陷部中并且与所述凹陷部共轴。阳构件包括：阳座圈部分，所述阳座圈部分具有环形外表面，所述环形外表面构造成接收在凹陷部中；阳突出部分，所述阳突出部分形成在阳座圈部分的端部处；和多条外环形槽，所述外环形槽形成在外表面上并且与所述外表面共轴。

技术领域

本发明涉及一种旋转接头。更加特别地，本发明涉及一种旋转接头，所述旋转接头包括位于该旋转接头的阳部分和阴部分之间的第一主密封件和第二主密封件，以增加旋转接头的使用寿命。

背景技术

旋转接头通常应用在油田工业中，以在各种设备之间构建刚性但可动态构造的流动管路。例如，在油田抽油增产操作中、或者在压裂操作中，旋转接头通常用于将多个高压抽油机连接到歧管并且将歧管连接到注入井口。

这些类型的旋转接头一般包括管状阳构件，所述管状阳构件能够旋转地连接到管状阴构件。阳构件包括阳座圈而阴构件包括阴座圈，所述阴座圈构造成接收阳座圈。当阳座圈定位在阴座圈中时，阳座圈上的多条外环形槽中的每一条均与阴座圈上的对应的内环形槽对准，因此形成多个轴承座圈，多颗滚珠接收在所述多个轴承座圈内，以将阳构件可旋转地连接到阴构件。

当阳构件和阴构件连接在一起时，在阳座圈和阴座圈之间形成环形空间，所述环形空间与由旋转接头限定的流动孔流体连通。为了将压裂流体包含在流动孔内、同时仍然允许阳构件和阴构件相对于彼此旋转，旋转接头通常包括动态主密封件，所述动态主密封件定位在阳座圈的突出部分和阴座圈的内端部部分之间。

然而，如果主密封件失效，则加压压裂流体流动通过环形空间能够快速腐蚀阳突出部分和/或阴内端部部分，并且由此致使旋转接头失效。而且，压裂流体将进入到环形空间中并且在阳座圈和阴座圈之间产生端部流体静压载荷，所述端部流体静压载荷将导致轴承座圈失效。

发明内容

根据本发明，通过提供一种旋转接头来解决现有技术中的这些和其它限制，所述旋转接头包括管状阴构件，所述管状阴构件可旋转地连接到管状阳构件。阴构件包括：阴座圈部分，所述阴座圈部分具有轴向延伸的内环形凹陷部；阴内端部部分，所述阴内端部部分形成在凹陷部的轴向内端部处；和多条内环形槽，所述多条内环形槽形成在凹陷部中并且与所述凹陷部共轴。阳构件包括：阳座圈部分，所述阳座圈部分具有环形外表面，所述环形外表面构造成接收在凹陷部中；阳突出部分，所述阳突出部分形成在阳座圈部分的端部处；和多条外环形槽，所述多条外环形槽形成在外表面上并且与所述外表面共轴。阳座圈部分定位在阴座圈部分中，使得阳突出部分位于阴内端部部分附近，并且每条外环形槽均与对应的内环形槽对准，从而限定多个环形轴承座圈，多颗滚珠接收在所述多个环形轴承座圈内，由此将阳构件可旋转地连接到阴构件。旋转接头还包括：第一主密封件，所述第一主密封件定位在阳突出部分和阴内端部部分之间；和第二主密封件，所述第二主密封件定位在阳突出部分和阴内端部部分之间且位于第一主密封件的径向外部。因此，阳构件和阴构件限定了贯穿旋转接头的流动孔，所述旋转接头由第一主密封件密封、并且在第一主密封件失效的情况下由第二主密封件密封。

根据本发明的一个实施例，第二主密封件安装在环形密封件凹坑中，所述环形密封件凹坑形成在阴内端部部分中。第二主密封件的横截面可以包括：大体矩形的基部部分，所述基部部分至少部分定位在密封件凹坑中；和环形脊状部分，所述环形脊状部分从基部部分径向向内延伸并且密封地接合阳突出部分。环形脊状部分的横截面可以包括径向内峰部和倾斜部分，所述倾斜部分沿着朝向凹陷部的轴向外端部的方向从峰部径向向外偏离。在这个实施例中，倾斜部分密封地接合圆锥形密封表面，所述圆锥形密封表面形成在与密封件凹坑相对的突出部分上，并且峰部密封地接合圆柱形密封表面，所述圆柱形密封表面形成在阳突出部分上并且位于圆锥形密封表面的轴向内部。而且，第二主密封件可以包括环形非挤压弹性件，所述环形非挤压弹性件位于基部部分和倾斜部分的交叉部附近。