[其他]动静平衡组合密封式钻井(孔)水龙头

说明书

一种涉及向钻探井（孔）输送冲洗液的装置，属钻机附件。

钻机在钻进作业时，需不断地向井（孔）输送冲洗液（泥浆），供护壁，冷却钻管以及由井孔输送岩渣至地面用，这种冲洗液压力高达40～50巴。现有的钻机的供水龙头，结构复杂笨重，密封单一，无法保证密封。过去通常采用以拉伸密封橡胶圈套装于芯管上，由于芯管高速旋转，胶圈与芯管因有预紧力抱紧，会摩擦发热，加剧密封胶圈的磨损，无法保证密封，冲洗液将大量流失，这就是常称的卡夫——焦尔效应。这种效应在以往的供水龙头结构中无法避免。同时钻机工作条件苛刻、振动强烈、润滑剂压力低。高压的冲洗液含有大量的固相硬颗粒，在强压作用下，会挤入密封界面，加速对密封胶圈和芯管的磨损，严重时将导致冲洗液无法输送至井（孔）底部，从而造成钻头无法冷却，形成最严重的烧钻事故。长期以来，因水龙头损坏而造成的事故屡见不鲜。目前使用的全刚石岩心高速钻机，对水龙头要求更高，矛盾突出。

本实用新型的目的就在于提供一种结构紧凑、轻巧、密封可靠的动静压平衡组合密封式钻井（孔）用水龙头。

本实用新型利用动静压平衡原理，采用多层复合式密封结构，使用低阻力耐磨材料构件等技术措施来实现上述目的。

以下结合附图和实施例，详述本实用新型的结构特征，工作原理和工作过程。

附图说明。

图1为本实用新型的主剖视图。

如图1所示，本实用新型主要由芯管（阀管）〔1〕、支承螺母〔2〕、垫圈〔3〕、轴承〔4〕、壳体〔5〕、O形胶圈〔6〕、尼龙密封圈〔7〕、加油螺钉〔8〕、下密封座〔9〕、复式密封圈〔10〕、O形密封圈〔11〕、上密封座〔12〕、毛毡密封圈〔13〕、外套〔14〕、螺塞〔15〕、接头〔16〕组成。

芯管〔1〕为无缝钢管，内壁不加工，外圆面作精加工，下端加工有管锥螺纹，它与钻管相连接，中段车有凸缘，凸缘以上套装有全部密封件，凸缘以下为支承件。套装有单向推力球轴承〔4〕，聚四氟乙烯（PTFE）耐磨垫圈〔3〕，最后用支承螺母固紧。芯管〔1〕的上端为进液口，在进口的上方，由外套〔14〕的内腔形成的储液空间，储存有高压冲洗液。这种冲洗液会向各处挤压。为使芯管〔1〕在高速旋转时，也能有良好的密封，在芯管〔1〕的上部管口稍下处，芯管的外圆面加工有三头螺纹〔17〕，这种螺纹在旋转时，有反向泵送作用，将挤压在界面处的冲洗液，往外排出，实现动压平衡。

支承螺母〔2〕为钢质圆环形螺母，外圆连接，内圆密封，    外圆车有螺纹，与壳体〔5〕以螺纹连接，圆管内壁嵌有聚四氟乙烯垫圈〔3〕，该垫圈它既是垫圈又是滑环，还兼有密封作用，它套装在芯管〔1〕上，轴承〔4〕支承在螺母〔2〕和垫圈〔3〕上。轴承〔4〕与壳体〔5〕为动配合，而与芯管〔1〕为过渡配合，轴承〔4〕的一个端面与芯管〔1〕的凸缘接触。

对芯管〔1〕的轴向密封，采用多重复合式密封结构，下密封座〔9〕由尼龙制作，它是一个多槽的圆环，外环槽装有O形橡胶密封圈〔6〕，该胶圈有两种功能，其一是箍紧下密封座〔9〕，使座内腔的密封装置因磨损而得到补偿，以保持密封性能。因此弹力较大。其二是阻止冲洗液从密封座〔9〕的外圆面向轴向流动。上密封座〔12〕可以作轴向移动，其内腔装有聚四氟乙烯密封圈〔7〕和复式密封圈〔10〕（同下密封座〔9〕的相同），复式密封圈〔10〕由两种密封圈组成，外层为O形橡胶圈，内层为聚四氟乙烯圈，这种结构的优点在于利用低摩擦阻力又耐磨的聚四氟乙烯作内圈与芯管〔1〕接触。同时在接触面上涂有液体密封胶7903，使密封更为可靠。对于上密封座〔12〕，其结构与密封处理工艺和下密封座〔9〕完全相同。

对芯管〔1〕管口处的密封，则采用羊毛毡与液体密封胶相结合的办法，毛毡圈〔13〕做成宝塔形结构，与壳体〔5〕构成迷宫式密封结构。毛毡圈〔13〕其作用是一方面阻止固相粉尘的进入，起过滤作用，另一方面在毛毡的内圈涂液体密封胶7903同样起密封作用。在芯管〔1〕外圆面的中部，有环形润滑剂腔〔18〕，润滑剂二硫化钼由加油螺钉〔8〕处加注。