一种双通道流体滑环的制作方法

本发明涉及滑环技术领域，特别是指一种双通道流体滑环。

背景技术：

海洋核动力高温高压大口径流体滑环主要是用来向目标用户提供满足一定压力、温度以及流量要求的介质，其用户主要是稠油开采。稠油的黏度对温度十分敏感，只要温度升高8-10℃时，其黏度就降低1倍，故以高压饱和蒸汽注入油层，先吞后吐进行热采，能达到良好效果，其采收率可达到40％-60％的水平。热采需要的压力和注入速度的参数要求也很大，研究一种高温高压大口径的流体滑环，是有效开发稠油的关键。

目前，海上单点系泊所使用的多流道的流体滑环，基本是单通道流体滑环叠装而成，每个滑环上都有对应的轴承。叠装型双通道滑环结构复杂，有两个轴承，两个驱动机构，两个滑环中间还有一圈螺栓相连接。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种双通道流体滑环，解决了在恶劣海况下高温高压的大口径流体滑环运行可靠性差的问题。

本发明提供的一种双通道流体滑环，包括旋转头、外环连接管、外环、内环和内环连接管。所述内环固定设置，所述外环对应设置在内环的外侧并与内环留有一定游隙；所述内环在靠近外环的一侧表面设有两个内环槽，所述外环在靠近内环的一侧表面设有两个外环槽，该两个外环槽分别与内环槽连通。所述内环沿两个内环槽分别设有与内环槽连通的内环流体通孔，内环连接管安装在内环内侧，并与内环流体通孔相连通；所述外环沿两个外环槽分别设有与之连通的外环流体通孔，外环连接管安装在外环外侧，并与外环流体通孔相连通；所述旋转头与内环、外环固定连接成为一体。

进一步地，所述旋转头包括外圈和内圈，旋转头的内圈通过螺栓与内环固定，旋转头的外圈通过螺栓与外环固定。

可选地，所述内环和外环上端面设有定位台阶，与旋转头通过公差配合。

内环和外环设有中间密封圈、以及位于中间密封圈上下两侧的密封圈，上、下两侧的密封圈的数量分别为两个。

可选地，所述中间密封圈、密封圈的材料采用ptfe。

可选地，内环、外环和旋转头之间采用衬垫推力轴承，该衬垫推力轴承采用碳素织物acml2。

可选地，所述外环、内环均采用轮胎式结构。

本发明的有益效果为：本发明提供的双通道流体滑环根据用户所需的大流量高温高压流体，采用轮胎式结构、单个内环和单个外环，结构简单紧凑，实现双流道的高温高压的回转密封，满足防气液两相介质的冲蚀要求。而且，本发明提供的双通道流体滑环能够保证恶劣海况下流体滑环运行安全、可靠，将流体输送介质的温度、压力和流量参数等级提高到一个新的层数。

附图说明

图1本发明实施例双通道流体滑环的结构示意图；

图中，1-旋转头、2-螺栓、3-外环流体通孔、4-外环连接管、5-外环，6-中间密封圈，7-外环槽，8-内环槽，9-内环流体通孔，10-密封圈，11-内环，12-内环连接管。

具体实施方式

参照图1所示，其为本发明实施例双通道流体滑环结构示意图，包括旋转头1、外环连接管4、外环5、中间密封圈6、密封圈10、内环11和内环连接管12。所述内环11固定设置，所述外环5对应设置在内环11的外侧并与内环11留有一定游隙，保证外环5在外力的作用下实现回转。所述内环11在靠近外环5的一侧表面设有两个内环槽8，所述外环5在靠近内环11的一侧表面设有两个外环槽7，该两个外环槽7分别与内环槽8连通。所述内环11沿两个内环槽8分别设有与内环槽8连通的内环流体通孔9，内环连接管12安装在相对应的内环11内侧，并与内环流体通孔9相连通。所述外环5沿两个外环槽7分别设有与之连通的外环流体通孔3，外环连接管4安装在外环5外侧，并与外环流体通孔3相连通。

内环11和对应的外环5之间设有中间密封圈6、以及位于中间密封圈6上下两侧的密封圈10，以保证其密封性能，两个环槽之间的中间密封圈6保证两种流体之间不发生泄漏，环槽上下还各有两道密封圈10以保证流体不泄漏。密封圈主要用于密封流体的介质力，同时形成摩擦副，在系泊负荷的作用下，必须做到上下流道不漏，抗腐蚀性强，能适应两种流体成分和流速高的要求。

在内环11和对应的外环5之间设置有旋转头1，该旋转头1是滚柱轴承或滑动轴承，该旋转头1的内圈与该内环11通过螺栓2固定，该旋转头1的外圈与外环5通过螺栓2固定。内环11、外环5、旋转头1三者通过高强度螺栓把持成为一体，在外力的作用下通过轴承，旋转头1能够自由旋转；该高强度螺栓的材质为35crmoa；在外力的作用下通过轴承，旋转头1能够自由旋转。

所述内环11和外环5上端面设有定位台阶，与旋转头1通过公差配合，内环11与外环5旋转密封面通过焊后二次精加工工艺，确保密封面与定位台阶的同轴度，保证内外环具有较高的回转精度。本流体滑环上下两流道的外环连接管4布置在对角线上，具有较小的倾覆力矩，减少因自身重量或受到的惯性力的作用产生的偏移导致的间隙量分布不均。本流体滑环采用主动密封和自紧密封的组合密封方式，中间密封通过自主密封的压缩量提供，上下4道高压密封通过唇形口的自紧密封实现，提高流体滑环使用寿命和运行的可靠性。

流体滑环内环11和外环5为轮胎式结构，设计过程中需要确定其壁厚，并校核其的强度和刚度。考虑到流体滑环使用的特殊性，在海上的环境恶劣，腐蚀情况严重，设计厚度时需要增加腐蚀裕量，并对表面进行防腐处理。

流体滑环在双流道运行时，下部为高温高压淡水，上部为高压淡水，其结构设计是保证长期可靠运行的关键因素。双流道密封，维护和更换不便，要求使用寿命长，对其可靠性提出了很高的要求。如何选择密封结构，是保证水滑环在恶劣海洋环境下的安全性、可靠性需要解决的关键技术之一。旋转密封圈材料采用ptfe，由于ptfe拥有极低的摩擦系数0.02～0.04，自润滑性能好，耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能优良。

流体滑环使用于恶劣的海洋环境下，合理的结构设计是保证长期可靠运行的关键。同时，需要选用承载能力高的回转滑动轴承以保证水滑环回转灵活、可靠。本方案设计中，通过高强度螺栓紧固内环11和外环5平衡流体的径向力，流体滑环的回转过程中，只需要克服旋转头1和5道密封圈产生的摩擦力，保证旋转头1的回转。内环、外环和旋转头1之间可以采用衬垫推力轴承，衬垫推力轴承采用能干摩擦用的碳素织物acml2。

碳素织物acml2推力轴承的优点：推力滑动轴承可以干摩擦，不需要润滑。径向尺寸小，承载能力高。衬垫推力滑动轴承是保证旋转头1在恶劣海洋环境下的安全性、可靠性需要解决的关键环节。

内环11、外环5和旋转头1之间还可以采用滚动推力轴承，滚动推力轴承采用润滑系统进行润滑。

本发明实施例提供的双通道流体滑环，主要是单点系泊旋转平台用来向目标用户传质、传热的主要部件，其用户主要是渤海湾的稠油开采，稠油开采技术的探索，需要更高的压力和温度的热流体，提高采油效率。符合国家和中海油的长期发展方向，因此，需要解决大流量的高温高压流体输送问题。本流体滑环下流道输送流体的温度为200℃，压力为11mpa，通径为250mm；上流道流体温度为70℃，压力为11mpa，通径为250mm；本流体滑环接收用户输送过来的淡水，通过海上核动力平台，加温到200℃输送给用户。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。