一种水下套管切割装置旋转头的制作方法

本实用新型涉及工程设备技术领域，尤其涉及一种水下套管切割装置旋转头。

背景技术：

海上半潜式石油钻井平台和自升式石油钻井平台弃井都要用到旋转头，该工具连接在打捞矛及割刀上，工作时通过旋转头上的支撑环压在井口上，当钻杆旋转时，带动旋转头芯轴转动，将动力传到下面的割刀上进行切割作业，旋转头起到了旋转支撑的作用，所以在弃井作业时该工具十分重要。

目前企业所使用的水下套管切割装置旋转头大多是20年前美国AZ公司和高峰机械厂等的产品，美国AZ公司的产品设计比较复杂，密封效果较差，配件缺乏，维修拆装比较麻烦，由于芯轴采用多台阶形式，所以芯轴下部直径比较细，受力状况不佳。而国产旋转头设计又过于简单，结构不合理，如高峰旋转头，每次装好后都要将端盖和壳体焊起来，拆卸时又要把焊缝磨掉才可以拆下来，并且密封效果差，经常造成泥沙侵入，使得旋转头阻力增大，影响切割效果，甚至旋转头发生断裂造成事故。另外由于结构限制，旋转头上下扣型不一致，往往需要增加转换接头才可以与其他连接件连接，这不仅增加了弃井作业的装配时间，连接部位多也增加了其不安全因素。

图1 为现有技术水下套管切割装置旋转头的侧面视图，海上平台进行水下套管切割作业时，该旋转头连接在打捞矛上面，工作时通过支撑环4压在井口上，壳体2和支撑环4固定在井口上不旋转，支撑环挡圈5起到支撑环4的轴向定位作用，定位环3起到壳体2的轴向定位作用，推力球轴承7及推力球轴承10为旋转部件，并将壳体2和支撑环4与芯轴1分隔开，可以作旋转运动，同时也起到轴向定位作用。作业时，钻杆旋转带动芯轴1旋转，芯轴1下端链接打捞矛和割刀等工具，并将动力传到下面的割刀上进行水下切割作业，旋转头在这里起到了关键的旋转支撑作用。由图1可知，现有的旋转头结构复杂，装配时间长难度大，由于结构的限制，芯轴台阶多，芯轴1下端直径较小，强度小受力状况不佳且输出的扭矩小，由于台阶面多使应力集中部位增多，容易在使用过程中产生裂纹甚至断裂，推力球轴承7承载能力小，支撑环4安装复杂。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种水下套管切割装置旋转头，旨在解决现有技术中水下套管切割装置旋转头结构复杂不方便安装，芯轴台阶多且芯轴下端直径较小，使芯轴强度小且输出的扭矩小，由于台阶面多使应力集中部位增多，容易在使用过程中产生裂纹甚至断裂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种水下套管切割装置旋转头，包括用于传递动力的芯轴1，所述芯轴1上设置有一台阶面，其中，包括设置于所述芯轴1上紧靠所述台阶面的推力滚子轴承3，设置于所述推力滚子轴承3之侧紧贴所述推力滚子轴承3的径向滑动轴承4，设置于所述径向滑动轴承4之侧紧贴所述径向滑动轴承4的双半圆内置滑动定位环5，设置于所述推力滚子轴承3、径向滑动轴承4及双半圆内置滑动定位环5之上的壳体10，所述壳体10为套筒形，内壁设置有与所述推力滚子轴承3、径向滑动轴承4及双半圆内置滑动定位环5适配的台阶面，设置于所述壳体10之上的支撑板8，所述壳体10上设置有与所述支撑板8适配的径向卡槽，所述支撑板8及径向卡槽上设置有对应的销钉孔，所述销钉孔里设置有销轴9，所述支撑板8与壳体10通过所述销轴9连接，所述芯轴1两端直径相同。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，还包括设置于所述壳体10上贯穿所述壳体10的用于注油及放气的注油孔，及与所述注油孔适配的注油孔堵丝11。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，还包括设置于所述外壳10与所述芯轴1之间的密封圈。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，所述销轴9上设置有用于固定所述销轴9的卡簧。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，所述芯轴1上设置有与所述双半圆内置滑动定位环5适配的定位槽，所述双半圆内置滑动定位环5设置于所述定位槽内。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，所述双半圆内置滑动定位环5与所述壳体10通过定位螺钉6连接。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，所述芯轴1的一端设置有公扣，另一端设置有母扣，所述芯轴1通过所述公扣及所述母扣与其它连接件相连。

优选的，所述的水下套管切割装置旋转头，其中，所述支撑板8为4块，均匀分布于所述壳体10的四周，且所述支撑板8高于所述壳体。

本实用新型提供了一种水下套管切割装置旋转头，本实用新型水下套管切割装置旋转头结构简单，拆装及维修方便，芯轴两端直径相同，使得扣型可以一致，上下连接方便，且强度更大，支承板与旋转头的一体式设计及双半圆内置滑动定位环的设计，使用及安装更安全简便，推力滚子轴承及径向滑动轴承的设计使旋转头承载能力更强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术水下套管切割装置旋转头的结构示意图。

图2为本实用新型水下套管切割装置旋转头较佳实施例的结构示意图。

图3a为本实用新型双半圆内置滑动定位环的结构示意图。

图3b为图3a中双半圆内置滑动定位环沿A-A面的剖视图。

图4为本实用新型水下套管切割装置旋转头较佳实施例的结构爆炸图。

图中标号具体说明：

100-芯轴 102-壳体 103-定位环 104-支撑环 105-支撑环挡圈 106-密封圈a 107-推力球轴承 108-油孔丝堵 109-定位螺丝a 110-推力球轴承 111-密封圈b 112-定位螺丝b

1-芯轴 2-密封圈a 3-推力滚子轴承 4-径向滑动轴承 5-双半圆内置滑动定位环 6-定位螺钉 7-密封圈b 8-支撑板 9-销轴 10-壳体 11.注油孔堵丝。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图2为本实用新型水下套管切割装置旋转头较佳实施例的结构示意图，如图2所示，本实用新型水下套管切割装置旋转头包括芯轴1、推力滚子轴承3、径向滑动轴承4、双半圆内置滑动定位环5、壳体10、支撑板8、销轴9。

请结合图2及图4，芯轴1用于传递动力，芯轴1上设置有一台阶面，推力滚子轴承3设置于芯轴1上紧靠所述台阶面，径向滑动轴承4设置于推力滚子轴承3之侧紧贴推力滚子轴承3，双半圆内置滑动定位环5设置于径向滑动轴承4之侧紧贴径向滑动轴承4，壳体10设置于推力滚子轴承3、径向滑动轴承4及双半圆内置滑动定位环5之上，壳体10为套筒形，内壁设置有与推力滚子轴承3、径向滑动轴承4及双半圆内置滑动定位环5适配的台阶面，支撑板8设置于壳体10之上，壳体10上设置有与支撑板8适配的径向卡槽，支撑板8及径向卡槽上设置有对应的销钉孔，销钉孔里设置有销轴9，支撑板8与壳体10通过销轴9连接，芯轴10两端直径相同。

图3a为本实用新型双半圆内置滑动定位环的结构示意图，图3b为图3a中双半圆内置滑动定位环沿A-A面的剖视图，双半圆内置滑动定位环5为两片结构一样的半环组成，双半圆内置滑动定位环5上设置有贯穿双半圆内置滑动定位环5的螺钉孔，壳体1上相应位置也设置有适配的贯穿壳体1的螺钉孔，将定位螺钉6拧进双半圆内置滑动定位环5及壳体1上的螺钉孔实现双半圆内置滑动定位环5与壳体1的螺钉连接。较佳的，所述芯轴1上设置有与双半圆内置滑动定位环5适配的定位槽，双半圆内置滑动定位环5设置于所述定位槽内，双半圆内置滑动定位环5与壳体1通过定位螺钉连接，实现了壳体1与双半圆内置滑动定位环5的装配与定位以及内置滑动定位环5与芯轴1的装配及定位。这种使用双半圆内置滑动定位环5的定位机构由于定位在密闭的壳体10内部，并可通过润滑脂保护，不会因受到海水侵蚀和外力碰撞而产生损坏，安全性比较高。

请参照图2，进一步的，本实用新型水下套管切割装置旋转头还包括设置于壳体10上贯穿壳体10的用于注油及放气的注油孔，及与所述注油孔适配的注油孔堵丝11，当需要注油或放气时，拔下注油孔堵丝11，等注油或放气结束，插上注油孔堵丝11即可。机械设备中，需经常为设备注入润滑油保持各连接件间的润滑度，以保证设备的运行效率，同时保养设备，延长使用寿命。

请结合图2及图4，进一步的，本实用新型水下套管切割装置旋转头还包括设置于壳体10与芯轴1之间的密封圈，所述密封圈包括密封圈a2及密封圈b7，较佳的，密封圈a2及密封圈b7的个数都大于1个，本实用新型耐高温高压及耐油的丁腈橡胶作为密封圈材料，并采用多道密封，使密封效果更佳。

进一步的，销轴9上设置有用于固定销轴9的卡簧，使销轴9装配在支撑板8及壳体10上相适配的销钉孔里后，销轴9的位置固定，不会滑动甚至脱落，保证装配的稳固性。

请参照图2，芯轴1 上部设置有公扣，下部设置有母扣，芯轴1通过所述公扣及所述母扣与其它连接件相连。本实用新型水下套管切割装置旋转头工作时，支撑板8压在井口上，芯轴1上部设上部与钻杆连接，下部连接割刀及打捞矛，钻杆旋转时，带动芯轴1转动，通过芯轴1将动力传到下面的割刀上进行切割作业，本实用新型水下套管切割装置旋转头起到了旋转支撑作用。

请结合图1及图2，本实用新型结构简单，装配简便，芯轴1的台阶少，两端可做成直径相同，即两端扣型规格可以一致，作业时不用增加转换接头，可提高强度及输出扭矩，而现有技术水下套管切割装置旋转头由于结构限制，台阶多，输出端直径比输入端直径小得多，强度降低较多，且由于台阶面多使应力集中部位增多，容易在使用过程中产生裂纹甚至断裂。

请结合图1及图2，本实用新型用支撑板8代替现有技术水下套管切割装置旋转头的支撑环104，实现支撑板8与水下套管切割装置旋转头的一体化，安装使用方便。

请结合图2及图4，优选的，支撑板8为4块，均匀分布于壳体1的四周，且支撑板8高于壳体1，使本实用新型水下套管切割装置旋转头工作时，增强支撑板8的支撑强度。

请结合图1及图2，本实用新型采用推力滚子轴承3代替现有技术水下套管切割装置旋转头的推力球轴承7，球轴承为点接触，而滚子轴承为线接触，使本实用新型的推力滚子轴承3承载能力大大提高。径向滑动轴承4在工作中可承受径向力，使本实用新型水下套管切割装置旋转头的承重能力更强。

请参照图4，本实用新型水下套管切割装置旋转头的装配步骤为：

1、将平面滚子轴承3从左端装入芯轴1；

2、将密封圈2和密封圈7分别装入壳体10；

3、将径向滑动轴承4从左端装入芯轴1至平面滚子轴承3；

4、将双半圆内置滑动定位环5装在芯轴1的定位槽内；

5、将装有密封圈2和密封圈7的壳体10从左端装入芯轴1，直至压倒平面滚子轴承3；

6、转动壳体10使壳体10上的螺钉孔对准双半圆内置滑动定位环5上相应的螺钉孔，将定位螺钉6上紧；

7、将注油孔堵丝11上紧，即完成装配。

综上所述，本实用新型水下套管切割装置旋转头结构简单，拆装及维修方便，芯轴两端直径相同，使得扣型可以一致，上下连接方便，且强度更大，支承板与旋转头的一体式设计及双半圆内置滑动定位环的设计，使用及安装更安全简便，推力滚子轴承及径向滑动轴承的设计使旋转头承载能力更强。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型做任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰，得到等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。