絞車滾筒軸密封結構改進

趙備庫，雷小紅，王 娜，程紹君，夏澤貴

（1.中原石油勘探局鉆井三公司，河南蘭考475300；2.西部鉆探準東鉆井公司，新疆阜康831511） ①

絞車滾筒軸密封結構改進

趙備庫1，雷小紅1，王 娜1，程紹君2，夏澤貴2

（1.中原石油勘探局鉆井三公司，河南蘭考475300；2.西部鉆探準東鉆井公司，新疆阜康831511）①

針對絞車滾筒軸漏油問題，分析了傳統密封結構的缺點，設計了結構簡單、無機械磨損、經久耐用的新型迷宮式機械密封結構。現場使用表明，密封性能可靠，能夠有效解決絞車滾筒軸漏油問題，使鉆井作業滿足HSE要求。

絞車；滾筒軸；密封

絞車是石油鉆機的核心部件，現代絞車要求傳動鏈條處于密閉箱內并采用強制潤滑方式［1］。絞車滾筒軸高、低速端與絞車架之間通常采用擋油環和甩油環進行組合密封，由于鏈條護罩、副墻板和滾筒軸擋油環均為鉚焊式結構，在焊接和組裝過程中易變形，造成密封不嚴，配合處一直存在不同程度的漏油、滲油現象，如圖1～2。為了解決絞車滾筒軸漏油問題，使鉆井作業滿足HSE的要求［2］，有必要設計一種密封性能高的新型滾筒軸密封裝置。

圖1 傳統絞車滾筒軸低速端密封結構

圖2 絞車滾筒軸漏油現場

1 傳統密封結構及不足

大多數絞車滾筒軸與絞車架之間密封［3－4］都采用甩油環和擋油盒組合密封，高速端與低速段結構對稱，以低速端為例，其甩油環和擋油盒均為分半式結構，如圖3。甩油環1和甩油環2焊接在滾筒軸上，擋油盒焊接在副墻板上，另外1／2焊接在鏈條罩上，組合成整體盒狀密封。

1） 由于擋油盒采用薄鋼板焊接而成，在制作過程中易變形。

2） 絞車架副墻板、鏈條護罩與滾筒軸之間縫隙大。

3） 絞車組裝過程中副墻板和護罩上的擋油盒貼合面存在一定縫隙，容易導致漏油。

圖3 傳統滾筒軸密封結構

2 新型密封裝置結構及原理

2.1 結構

新型機械密封裝置主要包括斜甩油盤（即動環）、密封盒總成（即靜環）、輔助擋油環和回流管。斜甩油盤、密封盒總成、擋油環和甩油盤座均設計為2半式對稱結構，如圖4。

圖4 新型滾筒軸密封結構

2.2 密封原理

新型機械密封裝置是由密封盒總成（靜環）與斜甩油盤（動環）組成，垂直安裝在軸上，光潔而平直的表面相互貼合，并作相對轉動［5］。它是靠密封潤滑油的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸表面（端面）上產生適當的壓緊力，使這2個端面緊密結合，端面間維持1層極薄的液體膜而達到密封目的。密封盒總成為2半式整體加工，內部設計有迷宮及擋油環，密封盒總成靠近滾筒體一側安裝有斜甩油盤，擋油環靠近副墻板及接板一側在滾筒軸上開有銳角滯油槽，故該機械密封裝置具有4重密封作用，能夠起到良好的密封效果。

3 現場安裝

新型密封裝置安裝時，先將2半式擋油環找正焊接在絞車滾筒軸總成的相應位置槽內［6－7］，然后將密封盒總成的2半套在擋油環上，并用螺栓將密封盒總成的2半緊固在一起［8－11］，按圖3位置分別將密封盒總成的2半找正，焊在接板及絞車架副墻板上；最后將2半式斜甩油盤及甩油盤座套在滾筒軸總成上及螺栓緊固，按圖4位置找正，焊接在滾筒軸總成上，并保證滾筒軸總成在運轉時斜甩油盤與密封盒總成不發生摩擦；拆卸時，先拆除斜甩油盤與甩油盤座的緊固螺栓，取出2半式斜甩油盤，再拆除密封盒總成2半連接的緊固螺栓，即可取出帶有1／2密封總成的接板，然后將滾筒軸總成從絞車架上取出。

4 應用情況

絞車滾筒高、低速端用新型機械密封裝置（如圖5～6）已設計安裝在中原石油勘探局鉆井三公司生產的JC50、JC70型絞車上，經在中原石油勘探局5個鉆井公司16個井隊近3a的現場使用，無1例發生滾筒軸高、低速端漏油現象。

圖5 新型滾筒軸密封裝置

圖6 新型滾筒軸密封裝置實物

5 結論

1） 新型密封裝置解決了傳統滾筒軸密封裝置不能完全密、封易漏油問題。

2） 該密封裝置適用性強，可以推廣應用到類似分半式密封結構的其他設備。

3） 因為具有良好的密封效果，使鉆井作業能夠滿足HSE要求。

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Drum Shaft Seal Structure Improvement

ZHAO Bei－ku1，LEI Xiao－hong1，WANG NaI1，CHENG Shao－jun2，XIA Ze－gui2
（1.No.3 Drilling Company，Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau，Lankao 475300，China；2.Zhundong Drilling Company of XBDC，Fukang831511，China）

Aimed at the problem that drum of drawwoks oil leakage，the new design of labyrinth seal structure has simple，no mechanical wear and structural durability.The application of drilling field showed that its sealing performance reliable，can satisfy the requirements of operation，resolve the problem of drum leakage effectively and make the drilling meet the HSE requirement.

drawwork；drum；sealing

1001－3482（2012）01－0094－03

TE923.03

B

2011－07－29

趙備庫（1981－），男，陜西咸陽人，工程師，現從事石油鉆采設備技術研發工作，E－mail：zdpezbk＠163.com。