[发明专利]一种超高压轴向密封结构钻杆

说明书

本发明公开了一种超高压轴向密封结构钻杆，该钻杆包括钻杆本体，在所述超高压密封钻杆本体的前端外周面上设有第一轴向密封结构，钻杆本体的后端内周面上设有第二轴向密封结构，所述第一轴向密封结构包括第一直轴导向段、第一内锥密封锥螺纹、第一O型圈和第一直角滑环，所述第二轴向密封结构包括从后向前依次设置的第一外锥密封锥螺纹和第一内圆柱孔段。本发明的超高压轴向密封结构钻杆的超高压轴向密封结构由间隙密封、组合密封、锥螺纹密封组成多重密封，该密封结构的最高承压可达400MPa，甚至更高，具有耐压高，安装顺畅，重复拆卸次数多等优点。

技术领域

本发明涉及钻杆密封技术领域，特别涉及一种超高压轴向密封结构钻杆。

背景技术

煤炭在我国能源结构中仍占有重要比重，伴随着煤炭开采新兴技术与装备的不断投用，煤矿开采以每年约10～20m的速度向深部不断延深，深部煤岩瓦斯动力灾害逐步成为制约煤矿安全高效生产的主要问题。深部矿井煤岩瓦斯动力灾害致灾机理更趋复杂，须从煤层瓦斯抽采达标和有效卸压的角度进行灾害防治。对煤层进行水力化卸压增透措施具有事半功倍的效果，深部高应力条件下中硬、硬煤扩孔卸压、增透需要大幅度提高水射流压力，进而提高破煤效率及破煤深度，解决当前深部矿井煤岩动力灾害局面。

目前，通常超高压定义为压强超过100Mpa，压力介于100～280Mpa之间。在间隙相同的情况下，超高压系统会比高压泄漏量大几倍或几十倍；另一方面因流量小，稍有泄漏就会严重影响超高压系统的升压或保压性能。当流体介质压力超过100MPa时，单纯依靠单个或者多个O型圈、Y型密封圈、组合密封圈等很难满足密封要求和重复安装使用的实际需要，进而影响水力化措施的使用安全和应用推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种超高压轴向密封结构钻杆。本发明的超高压轴向密封结构钻杆的超高压轴向密封结构由间隙密封、组合密封、锥螺纹密封组成多重密封，该密封结构的最高承压可达400MPa，甚至更高，具有耐压高，安装顺畅，重复拆卸次数多等优点。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：一种超高压轴向密封结构钻杆，该钻杆包括钻杆本体，在所述超高压密封钻杆本体的前端外周面上设有第一轴向密封结构，钻杆本体的后端内周面上设有第二轴向密封结构，所述第一轴向密封结构包括第一直轴导向段、第一内锥密封锥螺纹、第一O型圈和第一直角滑环，在所述第一直轴导向段上设有矩形凹槽，在环槽内安装有第一O型圈和第一直角滑环，在所述第一直轴导向段的后端设有第一内锥密封锥螺纹；所述第二轴向密封结构包括从后向前依次设置的第一外锥密封锥螺纹和第一内圆柱孔段；所述第一直轴导向段和第一内圆柱孔段为同心，且第一内圆柱孔段内径大于第一直轴导向段外径；当多个超高压密封钻杆依次首尾相连时，相邻两个超高压密封钻杆的第一轴向密封结构与第二轴向密封结构相配合，所述第一O型圈、第一直角滑环顺序安装在矩形凹槽内形成组合密封；第一直轴导向段和第一内圆柱孔段相配合形成间隙密封，降低高压水向组合密封的泄露和压力传递；第一内锥密封锥螺纹和第一外锥密封锥螺纹相配合形成锥螺纹密封。

进一步地，所述超高压密封钻杆本体为中空圆柱体型，在所述超高压密封钻杆本体内的第二轴向密封结构前端设有与所述第一内圆柱孔段同轴设置的圆形通孔。

进一步地，在所述超高压密封钻杆本体外周壁上设有螺旋凹槽。

进一步地，所述超高压密封钻杆本体为中空圆柱体型，在所述超高压密封钻杆本体内的第二轴向密封结构前端设有与所述第一内圆柱孔段同轴设置的阶梯孔。

进一步地，在所述超高压密封钻杆本体外周壁上设有向钻杆本体外侧凸出的螺旋叶片。

进一步地，所述第一直轴导向段顶部设有第一倒角，所述第一倒角角度为30°～60°。

进一步地，所述第一O型圈和第一直角滑环安装顺序为水压力方向依次安装。

进一步地，所述矩形凹槽前端到第一直轴导向段顶端距离D大于15mm。