阅读说明：本技术 孔口钻杆浮动密封装置 (Drill pipe floating sealing device ) 是由 翟立新 邓军 董小卫 何光峰 徐航 孙志民 吴文奎 宁甲旭 张衡 李鑫 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种孔口钻杆浮动密封装置,它包括一次密封机构(1)、中间连接法兰(2)、二次密封机构(3)和转动部件(4)；中间连接法兰(2)为工字型管体,中间连接法兰(2)的上法兰盘固定一次密封机构(1),中间连接法兰(2)的下法兰盘固定二次密封机构(3),二次密封机构(3)下底面固定连接转动部件(4)。本发明能够随钻杆直径变化自动调节密封尺寸,并能通过设置的两个密封机构实现对异径接头的密封,结构简单,使用方便可靠,避免了钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。(the invention discloses a floating sealing device for a drill rod at an orifice, which comprises a primary sealing mechanism (1), a middle connecting flange (2), a secondary sealing mechanism (3) and a rotating part (4); the middle connecting flange (2) is an I-shaped pipe body, a primary sealing mechanism (1) is fixed on an upper flange plate of the middle connecting flange (2), a secondary sealing mechanism (3) is fixed on a lower flange plate of the middle connecting flange (2), and a rotating part (4) is fixedly connected to the lower bottom surface of the secondary sealing mechanism (3). The invention can automatically adjust the sealing size along with the diameter change of the drill rod, can realize the sealing of the reducing joint through the two arranged sealing mechanisms, has simple structure and convenient and reliable use, and avoids the leakage of drilling fluid from a gap between the orifice device and the drill rod.)

孔口钻杆浮动密封装置

技术领域

本发明属于钻进技术领域，具体涉及一种钻杆密封装置，应用于钻孔施工中实施钻孔密封，防止钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。

背景技术

在钻孔施工中，由于钻杆接手处外径比钻杆外径大，且接手处一般设置有便于安装垫叉的方形切口，目前尚无有效方法实现孔口装置与钻杆之间的有效密封，钻孔流体从孔口装置与钻杆之间的缝隙泄露破坏施工现场环境，又不利于钻孔冲洗介质收集，造成浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种孔口钻杆浮动密封装置，它在钻进过程中能够有效对孔口装置与钻杆之间实施密封，且不影响正常钻孔作业。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括一次密封机构、中间连接法兰、二次密封机构和转动部件，中间连接法兰为工字型管体，中间连接法兰的上法兰盘固定一次密封机构，中间连接法兰的下法兰盘固定二次密封机构，二次密封机构下底面固定连接转动部件。

本发明的安装使用方法为：将本发明转动部件4下部的螺纹连接在孔口装置上，钻杆穿过本发明的中心通道***钻孔内；两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。

本发明的技术效果是：通过两个密封机构实现对异径接头的密封，能完成正常钻孔作业，且具有结构简单，使用方便可靠的优点。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为发明的结构示意图；

图2为一次密封机构的结构示意图；

图3为第一密封块座的结构示意图。

图中：

一次密封机构1：盖板11，第一弹簧座12，第一密封块座13，第一弹簧组14，第一浮动密封块组15，第二弹簧组16，第二浮动密封块组17；

中间连接法兰2；

二次密封机构3：第二弹簧座31，第二密封块座32，第三弹簧组33，第三浮动密封块组34，第四弹簧组35，第四浮动密封块组36；

转动部件4：单动法兰41，轴承密封端盖42，上部防尘密封43，轴承44，连接接头45，下防尘密封46。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本专利申请中，为了清楚描述各部件位置关系，使用了“上”、“下”、等方位词，这些方位词是针对以上附图的布设位置来称谓的，在本发明的实际安装位置发生改变，其方位的称谓随之改变，不能视为对专利保护范围的限制。

如图1所示，本发明包括一次密封机构1、中间连接法兰2、二次密封机构3和转动部件4；中间连接法兰2为工字型管体，中间连接法兰2的上法兰盘固定一次密封机构1，中间连接法兰2的下法兰盘固定二次密封机构3，二次密封机构3下底面固定连接转动部件4。

本发明的安装使用方法为：将转动部件4下部的螺纹连接在孔口装置上，钻杆穿过本发明的中心通道***钻孔内；两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。

如图2所示，所述一次密封机构1包括第一弹簧座12、第一密封块座13、第一弹簧组14、第一浮动密封块组15、第二弹簧组16和第二浮动密封块组17；所述第一弹簧座12为圆环基座，在第一弹簧座12内放置第一密封块座13；如图3所示，第一密封块座13的上、下部分别开有沿周向均布的导槽，上导槽与下导槽交错布设；第一浮动密封块组15置于第一密封块座13的上导槽中，第一弹簧组14的弹簧一端伸入第一弹簧座12内孔中、另一端压紧第一浮动密封块的外端；第二浮动密封块组17置于第一密封块座13的下导槽中，第二弹簧组16的弹簧一端伸入第一弹簧座12内孔中、另一端压紧第二浮动密封块的外端；第一密封块座13顶面用螺纹固定盖板11，第一密封块座13底面和第一弹簧座12用螺纹固定在中间法兰6的上法兰盘上。

本实施例中，如图2所示，第一密封块座13的上、下部沿周向均布各开有6个导槽，第一浮动密封块组15、第二浮动密封块组17分别由6个密封块组成，对应地，第一弹簧组14、第二弹簧组16各由6个弹簧组成。交错布设的上导槽与下导槽确定了第一浮动密封块组15与第二浮动密封块组17沿钻杆圆周实施交错密封，避免留有间隙，使密封严密；还能够随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组15、17的密封尺寸。

所述二次密封机构3包括第二弹簧座31、第二密封块座32、第三弹簧组33、第三浮动密封块组34、第四弹簧组35和第四浮动密封块组36；这些部件的结构和组成与一次密封机构1相同；第二密封块座32顶面用螺纹固定在中间法兰6的下法兰盘上，第一密封块座32底面和第二弹簧座31用螺纹固定在转动部件4的单动法兰41的法兰盘上。

如图1所示，所述转动部件4包括单动法兰41、轴承密封端盖42、上部防尘密封43、轴承44、连接接头45和下防尘密封46；单动法兰41为T型管体，单动法兰顶面为法兰盘，单动法兰41法兰盘下方的管体上依次装有轴承密封端盖42和轴承44，轴承密封端盖42与单动法兰41的管体之间设有上部防尘密封43；连接接头45为台阶型管筒，轴承44外壁嵌入连接接头45上部的大口径管筒内，连接接头45中部小口径管筒内壁与单动法兰41管体外壁之间设有下部防尘密封46，连接接头45下部外壁上设有连接孔口装置的螺纹。

上部防尘密封43和下部防尘密封46为轴承44实施防尘密封。在钻杆被一次密封机构1和二次密封机构3的浮动密封块组夹持后，钻杆转动带动本发明跟随转动，转动部件4的连接接头45用于连接孔口装置，实现固定装置与转动部件的联结。

本发明的工作原理：

一次密封机构1的第一浮动密封块组15在第一弹簧组14的作用下抱紧钻杆，第二浮动密封块组17在第二弹簧组16的作用下抱紧钻杆，实现对钻杆与孔口装置的一次密封，并能通过第一弹簧组14和第二弹簧组16随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组15、17的密封尺寸。

二次密封机构3的第三浮动密封块组34在第三弹簧组33的作用下抱紧钻杆，第四浮动密封块组36在第四弹簧组35的作用下抱紧钻杆，实现对钻杆与孔口装置的二次密封，并能通过第三弹簧组33和第四弹簧组35随钻杆直径变化自动调节浮动密封块组34、36的密封尺寸。

在钻进时，钻杆在一次密封机构1和二次密封机构3的中心轴***，本发明在密封抱紧力的作用下随钻杆同步旋转，并通过设置在单动法兰41上的轴承实现单动旋转，即密封机构随钻杆旋转，由于密封机构与孔口装置采用的是轴承连接，孔口装置不会钻杆其产生旋转运动。两个密封机构之间的距离大于钻杆接手长度，当钻杆接手进入密封段时，只有一个密封机构失效，另一个密封机构仍与钻杆体实现有效密封。本发明能够随钻杆直径变化自动调节密封尺寸，并能通过设置的两个密封机构实现对异径接头的密封，结构简单，使用方便可靠，避免了钻孔流体从孔口装置与钻杆间的缝隙泄露。