專利名稱：井下動力工具的油密封結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油、天然氣鉆井技術領域，特別涉及一種井下動力工具的油密封結構。
背景技術：
井下動力工具與鉆頭、鉆鋌等組成井底鉆具組合，位于整個鉆柱的最底層，直接為鉆頭提供破巖動力，可以有效的提高機械鉆進速度，實現定向造斜功能。且隨著石油天然氣勘探開發的發展，越來越多的井下動力工具應用于深井、超深井的鉆井作業中。在鉆井作業時，井下動力工具受到鉆井液中各種固相介質、腐蝕性物質的影響，壽命會降低。因此，現有的井下動力工具常設有油腔，通過油密封結構來分隔外部鉆井液環境，將零部件保護在油潤滑環境中，以提高壽命。然而，現有的井下動力工具的有油密封結構均為靜態密封結構，在深井、超深井中，鉆井液液柱的絕對壓力很大，鉆井液的固相含量很高，井底溫度也較大，這些工況都可會對潤滑油腔的密封結構造成損害，從而發生提前失效的問題。
實用新型內容為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種井下動力工具的油密封結構。所述技術方案如下:一方面，提供了一種井下動力工具的油密封結構，其包括井下動力工具及安裝在井下動力工具內的密封活塞；井下動力工具包括油腔固定殼及主軸，油腔固定殼內設有一個中空油腔，主軸固定安裝在中空油腔內；密封活塞安裝在中空油腔內，且可沿著主軸在中空油腔內滑動；中空油腔的第一端與外部環境連通，密封活塞與中空油腔的第二端之間形成有一個密封的用于容置潤滑油的潤滑油腔。進一步的，密封活塞上設有供主軸穿過的通孔，中空油腔的第二端設有一個供主軸穿過的安裝孔。進一步的，密封活塞與主軸和中空油腔之間均設有密封墊。進一步的，密封活塞的外周面和內周面均凹陷有若干個容置槽，且密封活塞的每一容置槽內設有密封填料。進一步的，安裝孔和主軸之間套設有密封墊。進一步的，安裝孔的壁面凹陷有若干個容置槽，且安裝孔的每一容置槽內設有密封填料。進一步的，中空油腔的第一端處的內壁向內凸設有兩個間隔的第一限位凸圈和第二限位凸圈，密封活塞位于第一限位凸圈和第二限位凸圈之間。進一步的，油腔固定殼于第一限位凸圈和第二限位凸圈之間的部位設有一個貫通中空油腔和外部環境的連通孔道。進一步的，第一限位凸圈的中心線到連通孔道的中心線的距離小于密封活塞的長度。進一步的，油腔固定殼于第二限位凸圈和中空油腔的第二端之間設有一個與潤滑油腔貫通的注油孔道。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:本實用新型的井下動力工具的油密封結構通過中空油腔第一端處的外部環境的壓力與潤滑油腔之間的壓力差迫使密封活塞在中空油腔內滑動，以使中空油腔第一端處的外部環境與潤滑油腔內的壓力達到動態平衡，以此實現潤滑油的動態補償功能，實現了潤滑油腔內的潤滑油持續供給和密封要求，有效提高了本實用新型的井下動力工具的油密封結構的可靠性和使用壽命，從而有效地保護了井下動力工具。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型的井下動力工具的油密封結構的示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。請參照圖1，本實用新型提供了一種井下動力工具的油密封結構，其包括井下動力工具及安裝在井下動力工具內的密封活塞9。井下動力工具包括油腔固定殼1、安裝在油腔固定殼體I內的主軸3及安裝在油腔固定殼I內的油腔內零件5。其中，油腔內零件5安裝在主軸3上，且油腔內零件5可以是軸承、轉子、線圈、碟簧等適用于油潤滑環境的零件。主軸3為空心軸。油腔固定殼I內設有中空油腔11，且該中空油腔11的第一端為開口端，該中空油腔11的第二端為封閉端。中空油腔11的第一端處的內壁向內凸設有兩個間隔的第一限位凸圈111和第二限位凸圈113。中空油腔11的第二端設有一個供主軸3穿過的安裝孔(未標號)，主軸3和安裝孔之間為接觸密封。優選地，為了提高密封效果，防止中空油腔11內的潤滑油外泄，安裝孔和主軸3之間套設有密封墊；更為優選地，在本實施方式中，安裝孔的壁面凹陷有若干個容置槽(未標號)，且每一容置槽內設有密封填料2，而使得安裝孔和主軸3之間通過填料密封。油腔固定殼I于第一限位凸圈111和第二限位凸圈113之間的部位設有一個與中空油腔11貫通的連通孔道13，該連通孔道13將中空油腔11與外部環境連通。油腔固定殼I于第二限位凸圈113和中空油腔11的第二端之間設有一個與中空油腔
11(即是下文的潤滑油腔91)貫通的注油孔道15。密封活塞9安裝在油腔固定殼I的中空油腔11，且位于第一限位凸圈111和第二限位凸圈113之間；這樣，密封活塞9和中空油腔11的第二端之間形成了密閉的潤滑油腔91，且油腔內零件5均位于該潤滑油腔91內。第一限位凸圈111的中心線到連通孔道13的中心線的距離小于密封活塞9的長度，這樣，當密封活塞9運動至頂抵于第一限位凸圈111時，密封活塞9將連通孔道13封閉，以避免潤滑油腔91內的潤滑油通過連通孔道13外泄而污染環境。密封活塞9上設有供主軸3穿過的通孔(未標號)。密封活塞9與主軸3和中空油腔11之間均為接觸密封，且密封活塞9可沿著主軸3在中空油腔11滑動，從而密閉或者打開油腔固定殼I的連通孔道13。優選地，為了提高密封效果，防止中空油腔11內的潤滑油外泄，密封活塞9與主軸3和中空油腔11之間均設有密封墊；更為優選地，在本實施方式中，密封活塞9的外周面和內周面均凹陷有若干個容置槽(未標號)，且每一容置槽內也設有密封填料2，而使得密封活塞9與主軸3和中空油腔11之間均通過填料密封，且第一限位凸圈111的中心線到連通孔道13的中心線的距離小于密封活塞9的面向中空油腔11的第一端的端面到密封活塞9的外周面的最靠近中空油腔11的第一端的容置槽的長度。油腔固定殼I的注油孔道15向潤滑油腔91內注入潤滑油；當注入完畢后，用一個油堵(圖未示)將注油孔道15封閉。此時，潤滑油腔91形成了一個密閉的空間，連通孔道13將中空油腔11與外部環境連通。本實用新型的井下動力工具的油密封結構處于工作狀態時，中空油腔11第一端處的外部環境的壓力與潤滑油腔91內的壓力實現動態的壓力平衡，即是:當潤滑油腔91內的壓力減小時，中空油腔11第一端處的壓力與潤滑油腔91之間的壓力差迫使密封活塞9向中空油腔11的第二端運動，直至中空油腔11第一端處的壓力與潤滑油腔91內的壓力再次達到平衡；當潤滑油腔91內的壓力增加時，中空油腔11第一端處的壓力與潤滑油腔91之間的壓力差迫使密封活塞9向中空油腔11的第一端運動，直至中空油腔11第一端處的壓力與潤滑油腔91內的壓力再次達到平衡，以此實現潤滑油的動態補償功能，實現了潤滑油腔91內的潤滑油持續供給和密封要求，有效提高了本實用新型的井下動力工具的油密封結構的可靠性和使用壽命，從而有效地保護了井下動力工具。且在上述過程中，中空油腔11第一端處的壓力與潤滑油腔91的壓力差遠小于外部環境的絕對壓力，潤滑油腔91內的工作密封壓力遠小于外部環境絕對壓力，延長了井下動力工具的工作壽命。此外，由于第一限位凸圈111和第二限位凸圈113對密封活塞9的限位作用，以避免密封活塞9運動過量而造成潤滑油腔91內的潤滑油發生泄露。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種井下動力工具的油密封結構，其特征在于，其包括井下動力工具及安裝在所述井下動力工具內的密封活塞(9)； 所述井下動力工具包括油腔固定殼(I)及主軸(3)，所述油腔固定殼(I)內設有一個中空油腔(11)，所述主軸(3)固定安裝在所述中空油腔(11)內； 所述密封活塞(9)安裝在所述中空油腔(11)內，且可沿著所述主軸(3)在所述中空油腔(11)內滑動； 所述中空油腔(11)的第一端與外部環境連通，所述密封活塞(9)與所述中空油腔(11)的第二端之間形成有一個密封的用于容置潤滑油的潤滑油腔(91)。
2.根據權利要求1所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述密封活塞(9)上設有供所述主軸(3)穿過的通孔，所述中空油腔(11)的第二端設有一個供所述主軸(3)穿過的安裝孔。
3.根據權利要求2所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述密封活塞(9)與所述主軸(3 )和所述中空油腔(11)之間均設有密封墊。
4.根據權利要求2所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述密封活塞(9)的外周面和內周面均凹陷有若干個容置槽，且所述密封活塞(9)的每一所述容置槽內設有密封填料(2)。
5.根據權利要求2所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述安裝孔和所述主軸(3)之間套設有密封墊。
6.根據權利要求2所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述安裝孔的壁面凹陷有若干個容置槽，且所述安裝孔的每一所述容置槽內設有密封填料(2 )。
7.根據權利要求1所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述中空油腔(11)的第一端處的內壁向內凸設有兩個間隔的第一限位凸圈(111)和第二限位凸圈(113)，所述密封活塞(9)位于所述第一限位凸圈(111)和所述第二限位凸圈(113)之間。
8.根據權利要求7所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述油腔固定殼(I)于所述第一限位凸圈(111)和所述第二限位凸圈(113)之間的部位設有一個貫通所述中空油腔(11)和所述外部環境的連通孔道(13 )。
9.根據權利要求8所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述第一限位凸圈(111)的中心線到所述連通孔道(13)的中心線的距離小于所述密封活塞(9)的長度。
10.根據權利要求7所述的井下動力工具的油密封結構，其特征在于，所述油腔固定殼(I)于所述第二限位凸圈(113)和所述中空油腔(11)的第二端之間設有一個與所述潤滑油腔(91)貫通的注油孔道(15)。
專利摘要本實用新型公開了一種井下動力工具的油密封結構，屬于石油、天然氣鉆井技術領域。該裝置井下動力工具的油密封結構包括井下動力工具及密封活塞；井下動力工具包括設有中空油腔的油腔固定殼及主軸，主軸固定安裝在中空油腔內；密封活塞安裝在中空油腔內，且可沿著主軸在中空油腔內滑動；中空油腔的第一端與外部環境連通，密封活塞與中空油腔的第二端之間形成有一個密封的潤滑油腔；密封活塞在中空油腔第一端處的外部環境與潤滑油腔之間的壓力差的作用下滑動，以使外部環境與潤滑油腔內的壓力達到動態平衡，實現了潤滑油腔內的潤滑油持續供給和密封要求，提高了本實用新型的井下動力工具的油密封結構的可靠性和使用壽命，有效地保護了井下動力工具。
文檔編號F16J15/40GK203051774SQ20122065781
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者李萌, 陶詩凱, 于興勝, 段馬利, 何莎莎, 李如學, 聶海濱, 劉鳳, 黃衍福, 王瑞霄, 羅西超, 王宇鵬, 聶潔凈 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團鉆井工程技術研究院, 北京石油機械廠