可旋转接头的制作方法

本发明涉及可旋转接头，主要应用于油气田相关施工作业中。

背景技术：

1、活动弯头用于压裂、固井等石油、天然气开采相关的施工作业中，用于连接不同空间位置的输流管线，以便改变流体的流动方向。在输送高压流体，特别是含有固相颗粒的流体的过程中，活动弯头既需要承受高压力，同时又需要承受高速流体的冲刷。因此，管体之间的连接部位处的结构强度、密封性能、抗冲刷能力、滚道的受力集中程度、以及渗漏检测能力等都是现有技术面临的关键技术点。

技术实现思路

1、[要解决的技术问题]

2、本发明的主要目的是提供一种可旋转接头，其中作为第一密封装置的孔用塞子能够方便地装入和拆卸并且具有对滚珠安装孔的密封性能。本发明还想要提供一种可旋转接头，其中作为第二密封装置的防挤出盘根具有防挤出功能且能够更可靠地将两个连接管的轴向相互抵接部位相对于内腔密封。本发明还想要提供一种可旋转接头，其中作为第三密封装置的o形圈能够封闭滚道两侧，并且与上述第一、第二密封装置组合使用，从而防止内腔中的流体泄漏，防止滚道内部的润滑油脂流失，同时还防止外部杂质侵入滚道内部。本发明还想要提供一种可旋转接头，其中通过将不同位置处的滚道设计成阶梯状来延长管壁的耐冲蚀寿命并且避免滚道的受力集中。本发明还想要提供一种可旋转接头，其中通过将多个滚珠安装孔交错分布来提高管体的结构强度。

3、[解决技术问题的技术方案]

4、本发明的主要目的是通过如下的一种可旋转接头来实现的，该可旋转接头包括：第一连接管；第二连接管，其套接于所述第一连接管内，且在内腔的径向方向上以滚动机构作为接触介质与所述第一连接管连接；所述滚动机构，其包括用于容纳滚珠的滚道，所述滚动机构使得所述第二连接管和所述第一连接管能够相对于彼此绕中心轴线做360度自由旋转；滚珠安装孔，其在所述内腔的径向方向上穿透所述第一连接管的管壁而到达所述滚道；以及密封机构，其包括用于密封所述滚珠安装孔的第一密封装置。这里，所述第一密封装置能够可拆卸地完全装入到所述滚珠安装孔内，并且所述第一密封装置包含直径不同和/或材料不同的至少两个部分。

5、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第一密封装置可以包括可拆卸地安装入所述滚珠安装孔内的孔用塞子，所述孔用塞子包括第一部分和第二部分，所述第一部分是具有第一直径的圆盘，所述第一直径小于所述滚珠安装孔的直径，并且所述第二部分至少局部地具有比所述滚珠安装孔的直径大的第二直径以实现过盈配合。

6、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第二部分可以是从外部侧到滚道侧直径逐渐减小的圆台，所述圆台的外部侧的最大外周直径大于所述滚珠安装孔的直径，所述圆台的滚道侧的最小外周直径小于所述滚珠安装孔的直径。

7、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第一部分可以由金属材料制成，所述第二部分可以由非金属材料制成，且所述第二部分具有弹性。

8、在根据一个实施例的可旋转接头中，在所述第一部分的中央可以设置有通孔，并且在所述第二部分的底部可以设有弧形凹陷。

9、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第一密封装置还可以包括可拆卸地安装入所述滚珠安装孔内的弹性挡圈。在所述滚珠安装孔的内壁中以扩径凹槽的方式设置有挡圈卡槽，用于卡住所述弹性挡圈。而且，在所述滚珠安装孔的轴向方向上，所述弹性挡圈位于所述孔用塞子的外部侧。

10、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述挡圈卡槽可以是沿着所述滚珠安装孔的周向连续地设置的环形凹槽。

11、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述弹性挡圈可以为大致c字形，其两个端部处各自设有至少一个向内突起的加宽部，在每个所述加宽部的中央设置有通孔。

12、在根据一个实施例的可旋转接头中，在所述第二部分的底部可以设有弧形凹陷。

13、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述孔用塞子还可以包括：第三部分，其位于所述第一部分与所述第二部分之间，且具有小于所述第一直径的第三直径。

14、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述孔用塞子还可以包括：第四部分，其具有小于所述第二直径的第四直径，且在所述孔用塞子的轴向方向上将所述第二部分分割成两个子部分。

15、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述孔用塞子还可以包括：以紧密环绕在所述第四部分上的方式设置的密封圈，所述密封圈过盈配合于所述滚珠安装孔内。

16、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第一连接管可以包括第一管体部分和比所述第一管体部分具有更大内径的第二管体部分，所述第一管体部分具有相对于所述第二管体部分的台阶端面。所述第二连接管套接于所述第一连接管的所述第二管体部分内，且在内腔的轴向方向上与所述第一连接管的所述第一管体部分的所述台阶端面抵接，使得所述第二连接管的内腔与所述第一连接管的所述第一管体部分的内腔连通。而且，所述密封机构还包括第二密封装置，所述第二密封装置将所述第二连接管、所述第一连接管二者的相互抵接部位相对于所述内腔密封。

17、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述第二密封装置可以包括：在所述第二连接管、所述第一连接管二者的相互抵接部位处在所述第一连接管的所述第一管体部分的内壁中以扩径凹槽的方式设置的环形沟槽；以及可拆卸地安装至所述环形沟槽中的盘根。

18、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述盘根可以包括：非金属部分，其整体上大致为环形，且具有弹性；和金属防挤出部分，其以覆盖所述非金属部分的至少一部分的方式设置于所述非金属部分上。

19、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述金属防挤出部分可以整体上大致为环形，且截面为矩形或l形。

20、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述盘根的与内腔侧相反的外周侧处的角部均可以是圆角化的。

21、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述非金属部分可以由丁腈橡胶或氢化丁腈橡胶制成，并且所述金属防挤出部分可以由铜或不锈钢制成。

22、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述密封机构还可以包括：至少两个第三密封装置，位于所述滚道的两侧，用于保护所述滚道及将要安装于所述滚道内的所述滚珠。

23、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述滚道由设置在所述第一连接管的内壁上的第一沟槽和设置在所述第二连接管的外壁上的第二沟槽以形状配合的方式形成。所述第一沟槽和所述第二沟槽各自有三个以上，所形成的所述滚道有三条以上，所述滚珠安装孔为三个以上且与所述三条以上滚道一一对应。此外，所述第三密封装置可以是o形圈，位于所述三条以上滚道中的全部滚道的两侧。

24、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述三条以上滚道中的各滚道在所述第一连接管及所述第二连接管的沿轴向方向的不同位置处可以呈阶梯状。

25、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述三个以上滚珠安装孔可以以在所述第一连接管的轴向方向上相互偏移且在所述第一连接管的周向方向上相互偏移的方式分布于所述第一连接管上。

26、根据一个实施例的可旋转接头还可以包括：润滑机构，其包括至少一个润滑通道，所述润滑通道位于由所述至少两个第三密封装置在所述第一连接管的轴向方向上界定的范围内，并且所述润滑通道穿透所述第一连接管的管壁而到达所述第一连接管、所述第二连接管二者的连接位置。

27、在根据一个实施例的可旋转接头中，所述润滑机构还可以包括：可拆卸的用于封闭相应的所述润滑通道的开槽半沉头螺钉。

28、根据一个实施例的可旋转接头还可以包括：渗漏检测孔，其穿透所述第一连接管的管壁，并且所述渗漏检测孔位于所述盘根与最靠近所述盘根的所述第三密封装置之间。

29、[有益效果]

30、(1)作为第一密封装置的孔用塞子包含直径不同和/或材料不同的至少两个部分，且能够可拆卸地完全装入到滚珠安装孔内。第一密封装置是方便装入和拆卸的，因此有效地降低了维护成本，提高了实用性。第一密封装置还提供了对滚珠安装孔的密封功能。

31、(2)第一密封装置能够与弹性挡圈配合使用，进一步防止了第一密封装置脱出，提高了密封能力。

32、(3)第一密封装置能够与另一密封圈配合使用，通过过盈配合来提高密封能力。

33、(4)作为第二密封装置的防挤出盘根，具有防挤出功能，能够更可靠地将两个连接管之间的相互抵接部位相对于内腔密封。

34、(5)作为第三密封装置的用于封闭滚道两侧的o形圈和作为第四密封装置的用于封闭润滑通道的开槽半沉头螺钉，与上述第一、第二密封装置组合使用，一起形成了密闭空间，既能够防止内腔中的流体泄漏到外部，又能够防止滚道内部的润滑油脂流失从而导致锈蚀及转动不畅，同时还能够防止外部杂质侵入滚道内部从而污染滚道且导致卡滞。

35、(6)将不同位置处的滚道设计成阶梯状滚道，加大了冲蚀严重位置处的管体壁厚，既延长了管道整体的耐冲蚀寿命，又能将不同滚道的受力面分散到不同阶梯的圆柱面上，避免受力集中的问题。

36、(7)多个滚珠安装孔以在轴向方向和周向方向上相互偏移的方式进行分布，提高了管体的结构强度。

37、(8)设置有渗漏检测孔，以避免产品带病作业造成重大损失。