一种增强型同步旋转防喷器的制造方法
【专利摘要】一种增强型同步旋转防喷器，将一个胶筒总成，上边用金属挂圈镶在旋转内壳中心孔的上端台阶处，下边包含多根弹性钢丝的橡胶筒体伸出旋转内壳中心孔的下端面；旋转内壳连同其外圆法兰盘下面的一只圆锥滚子轴承和上面的一只推力球轴承，被底法兰、固定外壳、上O型圈、密封垫圈、下O型圈和螺栓径向封闭在一起；胶筒总成和旋转内壳，用其凸出固定外壳的上平面和数根长螺钉，与一个夹持钻杆的卡管器总成，联接成一个在圆锥滚子轴承和推力球轴承扶持下、相对于底法兰和固定外壳旋转的共同体。由于在胶筒总成中加金属挂圈和多根弹性钢丝，增加了密封胶筒的抗拉强度；在旋转防喷器的上方，加装卡管器总成，解决了钻杆与密封胶筒相对旋转和快速磨损的难题。
【专利说明】
一种増强型同步旋转防喷器
所属技术领域
[0001]本发明涉及石油机械、钻井设备:钻具防喷器的产品研发。
【背景技术】
[0002]欠平衡钻井或修井作业，都离不开旋转防喷器产品；使用旋转防喷器，可以实现油套环空带压作业，从而提高钻井或修井的作业效率。但目前使用的各种各样旋转防喷器，不仅存在着“产品结构复杂、体积大、价格高;旋转轴承的型号选用欠佳，安装位置不当，润滑不良；密封胶筒的抗拉强度差、易在钻杆进出过程中扯坏”等问题;而且还存在着钻杆和密封胶筒之间难以消除的相对运动和快速磨损的问题，是影响密封胶筒使用寿命和钻修井作业的主要问题之一。因此，进一步优化旋转防喷器的结构和设计，全面提高其综合性能，很有必要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，是针对现有旋转防喷器存在的问题，采取多项技术措施，研制一种体积小、重量轻，强度高、耐拉扯，反应快、转动好，磨损少、寿命长的增强型同步旋转防喷器，以进一步增强产品的市场竞争力。
[0004]本发明由底法兰、胶筒总成、旋转内壳、圆锥滚子轴承、推力球轴承、固定外壳、卡管器总成和配套的密封件、紧固件所组成；其特色之处是:一个胶筒总成，上边用金属挂圈镶在旋转内壳中心孔的上端台阶处，下边包含着多根弹性钢丝的橡胶筒体伸出旋转内壳中心孔的下端面;旋转内壳连同其外圆法兰盘下面的一只圆锥滚子轴承和上面的一只推力球轴承，被底法兰、固定外壳、上O型圈、密封垫圈、下O型圈和螺钉径向封闭在一起;胶筒总成和旋转内壳，用其凸出固定外壳的上平面和数根长螺钉，与一个夹持钻杆的卡管器总成，联接成一个在圆锥滚子轴承和推力球轴承扶持下、相对于底法兰和固定外壳旋转的共同体。
[0005]由于本发明由屈指可数的几个主要零部件所组成，简化了产品结构，缩小了产品体积。一只圆锥滚子轴承和一只推力球轴承，围绕在旋转防喷器的中部;底法兰、固定外壳、上O型圈、密封垫圈、下O型圈和旋转内壳形成的封闭空间，为两只轴承提供了良好的密封和润滑条件，减少了旋转阻力，使其运转灵活。其胶筒总成，采用金属挂圈与旋转内壳的中心孔连接，并在橡胶筒体中均布多根弹性钢丝，增加了胶筒总成的抗拉强度，以避免在钻杆插入时意外损坏胶筒。特别是在胶筒总成和旋转内壳的上面，安装一个夹持钻杆的卡管器总成，用成对的弧齿滚轮夹紧着钻杆，只允许钻杆上下运行，并强迫钻杆带动胶筒总成、旋转内壳和轴承一起旋转，从而解决了钻杆与密封胶筒之间存在的相对运动和快速磨损的难题，使旋转防喷器的整体质量和性能提高到一个新水平。
【附图说明】
[0006]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】和实施例作进一步说明:
[0007]图1是本发明的总体结构(图3中B-B的旋转剖视)示意图；
[0008]图2是本发明卡管器总成中，一个滚轮组外端面(图1中A向)的示意图；
[0009]图3是本发明卡管器总成中，4个滚轮组的实施例俯视示意图。
[0010]图中标号所示的零件名称如下:
[0011]1、底法兰，2、胶筒总成，3、旋转内壳，4、圆锥滚子轴承，5、推力球轴承，6、吊环螺钉，7、固定外壳，8、长螺钉，9、卡管器总成，10、上O型圈，11、密封垫圈，12、螺钉，13、下O型圈，2-1、0型密封圈，2-2、金属挂圈，2-3、弹性钢丝，2-4、橡胶筒体，9-1、卡管器壳体，9-2、弧齿滚轮，9_3、限位螺钉，9_4、滚轮轴，9_5、移动滑块，9_6、端盖，9_7、驱动螺杆，9_8、螺帽，9_9、推力球轴承，9-10、联接螺钉。
【具体实施方式】
[0012]图1中，本发明的主要零部件有:底法兰(1)、胶筒总成(2)、旋转内壳(3)、圆锥滚子轴承(4)、推力球轴承(5)、固定外壳(7)和卡管器总成(9)，其余都是配套的密封件和紧固件。底法兰(I)整体呈“工”字形，中心是上大下小的台阶通孔，用于容纳钻杆、胶筒总成(2)和旋转内壳(3);台阶通孔上方的大孔中加工有三道凹槽，用于安装下O型圈(13);底法兰(I)的上平面，加工有圆台阶和周边均布的螺钉孔，用与固定外壳(7)的底部相联接;底法兰
(I)的底平面，中心孔的旁边加工有梯形垫环槽，圆周边处加工有均布的螺栓孔，用与井口设备密封联接。
[0013]胶筒总成(2)，由O型密封圈(2-1)、金属挂圈(2-2)、弹性钢丝(2-3)和橡胶筒体(2-
4)所组成。金属挂圈(2-2)位于胶筒总成(2)的上口边，外圆的两道凹槽中均装有O型密封圈(2-1)，下平面多只均布的小孔中插着多根向内弯曲的弹性钢丝(2-3);上粗下细的橡胶筒体(2-4)，将金属挂圈(2-2)和所有的弹性钢丝(2-3)包容成一体。橡胶筒体(2-4)的中心，是用大锥角过渡的上大下小的台阶孔;小孔的直径略小于钻杆直径，以便钻杆插入时，并对其进行密封。
[0014]旋转内壳(3)的中心是上大下小的台阶孔，用来安装胶筒总成(2);旋转内壳(3)的外围上粗下细，中上部位有凸起的法兰，法兰上有4个螺纹孔，用来安装圆锥滚子轴承(4)和推力球轴承(5);旋转内壳(3)的上平面，均布着2?4组螺纹盲孔，以便用长螺钉(8)联接卡管器总成(9);旋转内壳(3)的两端外圆，分别与底法兰(I)和固定外壳(7)的上台阶孔进行转动配合。工作时，旋转内壳(3)承载着胶筒总成(2)和卡管器总成(9)上的作用力，在锥滚子轴承(4)和推力球轴承(5)帮助下，一起相对于底法兰(I)和固定外壳(7)进行旋转。
[0015]固定外壳(7)是上细下粗的空心圆柱体:在其外部上方较细的圆柱壁上，对称地加工有两个螺纹孔，螺纹孔中各装一个吊环螺钉(6)，拆下吊环螺钉(6)后，两个螺纹孔可作为加油孔，为推力球轴承(5)和圆锥滚子轴承(4)加注润滑油;在其内部加工有上小下大的台阶孔，在上方较小的孔壁上加工有两道凹槽，槽内均装有上O型圈(10);在其上平面上，加工有4个均布的带凹坑的螺纹孔，用于拆除安装在内部的推力球轴承(5);在其下平面上，加工有均布的螺纹孔，用与底法兰(1)、密封垫圈(11)和螺钉(12)相联接。
[0016]图1和图2中，卡管器总成(9)由卡管器壳体(9-1)、弧齿滚轮(9-2)、限位螺钉(9-3)、滚轮轴(9-4)、移动滑块(9-5)、端盖(9-6)、驱动螺杆(9_7)、螺帽(9_8)、推力球轴承(9-9)和联接螺钉(9-10)所组成;每一个弧齿滚轮(9-2)、限位螺钉(9-3)、滚轮轴(9-4)、移动滑块(9-5)、端盖(9-6)、驱动螺杆(9-7)、螺帽(9-8)和两只推力球轴承(9-9)、四个联接螺钉(9-10)形成一个滚轮组，对称地安装在卡管器壳体(9-1)均布的径向大孔和周边的小螺纹孔中。卡管器总成(9)中的每个移动滑块(9-5)的内端，都加工有大缺口，大缺口中均用滚轮轴(9-4)穿插着一个可以转动的弧齿滚轮(9-2);滑块(9-5)的外端都加工有一个螺纹盲孔，与驱动螺杆(9-7)的螺杆端相连接;滑块(9-5)的周边均与卡管器壳体(9-1)的径向孔滑动配合;滑块(9-5)的上面，均加工有一个长槽，与固定在卡管器壳体(9-1)上的限位螺钉(9-3)相配合，以防止滑块(9-5)向内滑脱。驱动螺杆(9-7)的内端均是较长的螺杆，外端较粗的圆柱体上均有一道凸起的坎，坎的两侧各装一只推力球轴承(9-9);驱动螺杆(9-7)和两个推力球轴承(9-9)，均被螺帽(9-8)封闭在端盖(9-6)外端的中心孔中；驱动螺杆(9-7)的外端面均加工有一个六角孔，当外来的六角扳手插入孔中正向或反向转动时，驱动螺杆(9-7)可驱动滑块(9-5)和弧齿滚轮(9-2)，夹紧或离开钻杆。在端盖(9-6)内端的法兰上，对称地加工有4个台阶孔，用联接螺钉(9-10)与卡管器壳体(9-1)相联接。
[0017]在卡管器总成(9)中，卡管器壳体(9-1)的毛还为一扁平的圆柱体:其中心加工成圆柱孔，以便钻杆进出；其上平面加工有2?4个螺纹孔和2?4组带凹坑的螺钉孔，分别用来安装限位螺钉(9-3)和长螺钉(8);其侧面加工有2?4个均布的平面和径向大孔，在每个平面上、径向大孔的周围均加工有4个小螺纹孔，用于安装滚轮组。卡管器壳体(9-1)上平面的螺纹孔和带凹坑的螺钉孔，其个数和组数与径向大孔及滚轮组的数量相对应;而上平面带凹坑的螺钉孔，每组的数量在2?6个之间，且与滚轮组的数量成反比。图3为常用的卡管器总成(9)的一个实施例:卡管器壳体(9-1)的侧平面、径向大孔和装在其中的滚轮组，数量为4个，以便对应地夹紧钻杆。
【主权项】
1.一种增强型同步旋转防喷器，由底法兰、胶筒总成、旋转内壳、圆锥滚子轴承、推力球轴承、固定外壳、卡管器总成和配套的密封件、紧固件所组成;其特征是:一个胶筒总成(2)，上边用金属挂圈(2-2)镶在旋转内壳(3)中心孔的上端台阶处，下边包含多根弹性钢丝(2-3)的橡胶筒体(2-4)伸出旋转内壳(3)中心孔的下端面;旋转内壳(3)连同其外圆法兰盘下面的一只圆锥滚子轴承(4)和上面的一只推力球轴承(5)，被底法兰(I)、固定外壳(7)、上O型圈(10)、密封垫圈(11)、下O型圈(13)和螺钉(12)径向封闭在一起;胶筒总成(2)和旋转内壳(3)，用其凸出固定外壳(7)的上平面和数根长螺钉(8)，与一个夹持钻杆的卡管器总成(9)，联接成一个在圆锥滚子轴承(4)和推力球轴承(5)扶持下、相对于底法兰(I)和固定外壳(7)旋转的共同体。2.根据权利要求1所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:胶筒总成(2)，由O型密封圈(2-1)、金属挂圈(2-2)、弹性钢丝(2-3)和橡胶筒体(2-4)所组成;金属挂圈(2-2)位于胶筒总成(2)的上口边，外圆的两道凹槽中均装有O型密封圈(2-1)，下平面多只均布的小孔中插着多根向内弯曲的弹性钢丝(2-3);上粗下细的橡胶筒体(2-4)，将金属挂圈(2-2)和所有的弹性钢丝(2-3)包容成一体。3.根据权利要求1所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:旋转内壳(3)的中心是上大下小的台阶孔;旋转内壳(3)的外围上粗下细，中上部位有凸起的法兰，法兰上有4个螺纹孔;旋转内壳(3)的上平面，均布着2?4组螺纹盲孔;旋转内壳(3)的两端外圆，分别与底法兰(I)和固定外壳(7)的上台阶孔进行转动配合。4.根据权利要求1所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:固定外壳(7)是上细下粗的空心圆柱体:在其外部上方较细的圆柱壁上，对称地加工有两个螺纹孔，螺纹孔中各装一个吊环螺钉(6);在其内部加工有上小下大的台阶孔，在上方较小的孔壁上加工有两道凹槽，槽内均装有上O型圈(10);在其上平面上，加工有4个均布的带凹坑的螺纹孔;在其下平面上，加工有均布的螺纹孔。5.根据权利要求1所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:卡管器总成(9)由卡管器壳体(9_1)、弧齿滚轮(9_2)、限位螺钉(9_3)、滚轮轴(9_4)、移动滑块(9_5)、端盖(9_6)、驱动螺杆(9-7)、螺帽(9-8)、推力球轴承(9-9)和联接螺钉(9-10)所组成;每一个弧齿滚轮(9-2)、限位螺钉(9-3)、滚轮轴(9-4)、移动滑块(9-5)、端盖(9-6)、驱动螺杆(9-7)、螺帽(9-8)和两只推力球轴承(9-9)、四个联接螺钉(9-10)形成一个滚轮组，对称地安装在卡管器壳体(9-1)均布的径向大孔和周边的小螺纹孔中。6.根据权利要求1或5所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:在卡管器总成(9)中，卡管器壳体(9-1)的毛坯为一扁平的圆柱体:其中心加工成圆柱孔，其上平面加工有2?4个螺纹孔和2?4组带凹坑的螺钉孔，其侧面加工有2?4个均布的平面和径向大孔，在每个平面上、径向大孔的周围均加工有4个小螺纹孔。7.根据权利要求1或6所述的增强型同步旋转防喷器，其特征是:卡管器壳体(9-1)的侧平面、径向大孔和装在其中的滚轮组，数量为4个。
【文档编号】E21B33/06GK106050182SQ201610524790
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】周为清, 周正军, 童广岩, 周正中, 周正权
【申请人】阜宁县石油机械有限公司