核心提示：新型沖管盤根液壓密封結(jié)構(gòu)與工作原理：沖管盤根密封系統(tǒng)即新型液壓密封結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)壓力達(dá)到52.5MPa，工作壽命為傳統(tǒng)水龍頭盤根密封的5倍。

沖管盤根液壓密封結(jié)構(gòu)與工作原理

新型沖管盤根液壓密封結(jié)構(gòu)與工作原理

國內(nèi)目前使用的水龍頭大多采用液壓自封式密封結(jié)構(gòu)，在泥漿壓力作用下Y型密封圈唇部始終壓緊沖管外壁，基本可以滿足中深井工作要求。

傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆井水龍頭盤根密封結(jié)構(gòu)與泥漿接觸的第1級密封圈一側(cè)承受全部泥漿壓力，而背部則為大氣壓力，其他密封圈處于閑置狀態(tài)，直到上一級密封圈失效，下一級密封圈就如同第1級密封圈一樣作用。密封盤根與下密封盒一起隨中心管旋轉(zhuǎn)，沖管工作時(shí)不旋轉(zhuǎn)，但允許略有軸向竄動(dòng)，沖管磨損均勻。

沖管盤根密封系統(tǒng)即新型液壓密封結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)壓力達(dá)到52.5MPa，工作壽命為傳統(tǒng)水龍頭盤根密封的5倍。

沖管盤根與旋轉(zhuǎn)中心管剛性連接，盤根上盤根盒與鵝頸管剛性連接;盤根下盤根為靜密封，卡環(huán)保持沖管與調(diào)整環(huán)的相對一徑向位置，沖管與盤根下盤根盒的徑向間隙通常在0.5~0.6mm之間，以保持沖管相對于中心管完全靜止;盤根上盤根為動(dòng)密封，盤根上盤根盒和隔環(huán)的間隙通常在0.3~0.4mm之間，最好為0.3mm，以允許一定的徑向偏差。與傳統(tǒng)水龍頭相比，沖管隨中心管旋轉(zhuǎn)，動(dòng)密封的盤根盒不轉(zhuǎn)，沖管磨損比較均勻，避免了盤根轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大可能引起的附加振動(dòng)。

沖管盤根密封系統(tǒng)工作原理

水龍頭沖管盤根密封系統(tǒng)通過給密封圈低壓力側(cè)提供增壓潤滑油來降低有效壓差，提高密封壽命。高壓潤滑油壓力是按泥漿比例預(yù)先確定的，其值在泥漿壓力與大氣壓之間，通常設(shè)定每個(gè)密封圈都承受相同的壓差。潤滑油的壓力一般都低于泥漿壓力，防止?jié)櫥蛪毫^度而泄露。

由于泥漿液中含有固體顆粒，因此，與泥漿接觸的第1個(gè)密封圈的背壓實(shí)際上高于泥漿壓力。密封圈設(shè)計(jì)為“漂浮”在油上，很像汽車車輪在濕路上打滑;少量的潤滑油從密封圈滲出來，保證鉆井泥漿液不和密封面接觸;沖管盤根實(shí)際上是通過潤滑油的“適量泄露”來延長壽命的。

高壓潤滑油是由一套液壓裝置提供的。潤滑油壓力源來自泥漿壓力，通過液壓缸分配各級潤滑油壓力。每個(gè)與密封圈背部腔室相連的管道都配有止回閥，防止密封盤根的泥漿壓力倒流回液壓缸。

密封圈采用流體動(dòng)壓圈密封結(jié)構(gòu)(彈性橡膠流體動(dòng)壓徑向密封圈)，流體動(dòng)壓圈密封結(jié)構(gòu)有流體動(dòng)壓潤滑和阻止磨粒侵入作用兩個(gè)主要特點(diǎn)。利用流體動(dòng)壓效應(yīng)，在動(dòng)密封面之間形成一層能避免兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)表面直接接觸的動(dòng)壓油膜，從而降低密封圈運(yùn)行時(shí)的磨損和摩擦熱。