絞車滾筒軸密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

趙備庫，雷小紅，王 娜，程紹君，夏澤貴

（1.中原石油勘探局鉆井三公司，河南蘭考475300；2.西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司，新疆阜康831511） ①

絞車滾筒軸密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

趙備庫1，雷小紅1，王 娜1，程紹君2，夏澤貴2

（1.中原石油勘探局鉆井三公司，河南蘭考475300；2.西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司，新疆阜康831511）①

針對絞車滾筒軸漏油問題，分析了傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單、無機(jī)械磨損、經(jīng)久耐用的新型迷宮式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場使用表明，密封性能可靠，能夠有效解決絞車滾筒軸漏油問題，使鉆井作業(yè)滿足HSE要求。

絞車；滾筒軸；密封

絞車是石油鉆機(jī)的核心部件，現(xiàn)代絞車要求傳動鏈條處于密閉箱內(nèi)并采用強(qiáng)制潤滑方式［1］。絞車滾筒軸高、低速端與絞車架之間通常采用擋油環(huán)和甩油環(huán)進(jìn)行組合密封，由于鏈條護(hù)罩、副墻板和滾筒軸擋油環(huán)均為鉚焊式結(jié)構(gòu)，在焊接和組裝過程中易變形，造成密封不嚴(yán)，配合處一直存在不同程度的漏油、滲油現(xiàn)象，如圖1～2。為了解決絞車滾筒軸漏油問題，使鉆井作業(yè)滿足HSE的要求［2］，有必要設(shè)計(jì)一種密封性能高的新型滾筒軸密封裝置。

圖1 傳統(tǒng)絞車滾筒軸低速端密封結(jié)構(gòu)

圖2 絞車滾筒軸漏油現(xiàn)場

1 傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)及不足

大多數(shù)絞車滾筒軸與絞車架之間密封［3－4］都采用甩油環(huán)和擋油盒組合密封，高速端與低速段結(jié)構(gòu)對稱，以低速端為例，其甩油環(huán)和擋油盒均為分半式結(jié)構(gòu)，如圖3。甩油環(huán)1和甩油環(huán)2焊接在滾筒軸上，擋油盒焊接在副墻板上，另外1／2焊接在鏈條罩上，組合成整體盒狀密封。

1） 由于擋油盒采用薄鋼板焊接而成，在制作過程中易變形。

2） 絞車架副墻板、鏈條護(hù)罩與滾筒軸之間縫隙大。

3） 絞車組裝過程中副墻板和護(hù)罩上的擋油盒貼合面存在一定縫隙，容易導(dǎo)致漏油。

圖3 傳統(tǒng)滾筒軸密封結(jié)構(gòu)

2 新型密封裝置結(jié)構(gòu)及原理

2.1 結(jié)構(gòu)

新型機(jī)械密封裝置主要包括斜甩油盤（即動環(huán)）、密封盒總成（即靜環(huán)）、輔助擋油環(huán)和回流管。斜甩油盤、密封盒總成、擋油環(huán)和甩油盤座均設(shè)計(jì)為2半式對稱結(jié)構(gòu)，如圖4。

圖4 新型滾筒軸密封結(jié)構(gòu)

2.2 密封原理

新型機(jī)械密封裝置是由密封盒總成（靜環(huán)）與斜甩油盤（動環(huán)）組成，垂直安裝在軸上，光潔而平直的表面相互貼合，并作相對轉(zhuǎn)動［5］。它是靠密封潤滑油的壓力在旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和靜環(huán)的接觸表面（端面）上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這2個端面緊密結(jié)合，端面間維持1層極薄的液體膜而達(dá)到密封目的。密封盒總成為2半式整體加工，內(nèi)部設(shè)計(jì)有迷宮及擋油環(huán)，密封盒總成靠近滾筒體一側(cè)安裝有斜甩油盤，擋油環(huán)靠近副墻板及接板一側(cè)在滾筒軸上開有銳角滯油槽，故該機(jī)械密封裝置具有4重密封作用，能夠起到良好的密封效果。

3 現(xiàn)場安裝

新型密封裝置安裝時，先將2半式擋油環(huán)找正焊接在絞車滾筒軸總成的相應(yīng)位置槽內(nèi)［6－7］，然后將密封盒總成的2半套在擋油環(huán)上，并用螺栓將密封盒總成的2半緊固在一起［8－11］，按圖3位置分別將密封盒總成的2半找正，焊在接板及絞車架副墻板上；最后將2半式斜甩油盤及甩油盤座套在滾筒軸總成上及螺栓緊固，按圖4位置找正，焊接在滾筒軸總成上，并保證滾筒軸總成在運(yùn)轉(zhuǎn)時斜甩油盤與密封盒總成不發(fā)生摩擦；拆卸時，先拆除斜甩油盤與甩油盤座的緊固螺栓，取出2半式斜甩油盤，再拆除密封盒總成2半連接的緊固螺栓，即可取出帶有1／2密封總成的接板，然后將滾筒軸總成從絞車架上取出。

4 應(yīng)用情況

絞車滾筒高、低速端用新型機(jī)械密封裝置（如圖5～6）已設(shè)計(jì)安裝在中原石油勘探局鉆井三公司生產(chǎn)的JC50、JC70型絞車上，經(jīng)在中原石油勘探局5個鉆井公司16個井隊(duì)近3a的現(xiàn)場使用，無1例發(fā)生滾筒軸高、低速端漏油現(xiàn)象。

圖5 新型滾筒軸密封裝置

圖6 新型滾筒軸密封裝置實(shí)物

5 結(jié)論

1） 新型密封裝置解決了傳統(tǒng)滾筒軸密封裝置不能完全密、封易漏油問題。

2） 該密封裝置適用性強(qiáng)，可以推廣應(yīng)用到類似分半式密封結(jié)構(gòu)的其他設(shè)備。

3） 因?yàn)榫哂辛己玫拿芊庑Ч?，使鉆井作業(yè)能夠滿足HSE要求。

［1］ 陳碧鳳，楊啟明.剖分式螺旋機(jī)械密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械，2009（5）：65－67.

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［10］ SY－5305—1987，石油鉆采產(chǎn)品焊接件通用技術(shù)條件［S］.

［11］ SY－5306—1987，石油鉆采產(chǎn)品機(jī)械加工通用技術(shù)條件［S］.

Drum Shaft Seal Structure Improvement

ZHAO Bei－ku1，LEI Xiao－h(huán)ong1，WANG NaI1，CHENG Shao－jun2，XIA Ze－gui2
（1.No.3 Drilling Company，Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau，Lankao 475300，China；2.Zhundong Drilling Company of XBDC，F(xiàn)ukang831511，China）

Aimed at the problem that drum of drawwoks oil leakage，the new design of labyrinth seal structure has simple，no mechanical wear and structural durability.The application of drilling field showed that its sealing performance reliable，can satisfy the requirements of operation，resolve the problem of drum leakage effectively and make the drilling meet the HSE requirement.

drawwork；drum；sealing

1001－3482（2012）01－0094－03

TE923.03

B

2011－07－29

趙備庫（1981－），男，陜西咸陽人，工程師，現(xiàn)從事石油鉆采設(shè)備技術(shù)研發(fā)工作，E－mail：zdpezbk＠163.com。