石油钻机绞车的机械密封结构改进

　　摘 要：结合实际，对石油钻机绞车的机械密封结构改进要点进行研究。先是论述了回转件通过回转间隙渗漏因素，其次对机械密封结构改进方法论述。希望研究后，可以给相关工作人员提供帮助。

　　关键词：石油钻机;绞车;机械密封;结构改进

　　《中国机电工业》(月刊)创刊于1988年，由中国机械工业联合会主办。是中国机械工业联合会会刊。办刊理念：专业的眼光洞察行业风云，独特的视角接近事件真相，新颖的手法解读商业故事。目标读者：机电汽车行业单位中高层经营管理人员;行业管理部门、各级行业协会的管理者。

　　0 引言

　　一直以来，密封结构的问题，尤其是选择何种结构很难在实践中找到一个比较完美的方案，出现这一问题的原因跟绞车架和传动轴的相互关系有很大关联，因为二者的结合是动静结合。另一方面，根据目前统计的数据，可以发现群众大部分问题都集中在绞车渗漏问题上。针对当前出现的状况和问题，当务之急便是不断提高产品的质量，不断改进绞车的密封性能，使其满足行业制定的相关标准。在研究链条传动绞车的渗漏时，基本可以将出现的渗漏问题分为三个基本类型：第一种是回转件通过回转间隙渗漏;第二种是回转件之间的接触部位的渗漏;第三种是固定护罩与可拆卸弧罩之间的无油封屏蔽渗漏。在接下来的篇幅里，笔者将对这三种渗漏类型进行论述，并提出相应的解决办法。

　　1 回转件通过回转间隙渗漏

　　1.1 旋转轴唇形密封圈的渗漏

　　绞车各轴的支撑轴承部位采用的密封形式为轴承盖与J型密封圈结合的密封方式，这种结构属于旋转轴唇形密封的接触式密封。在采取这种密封方式的时候，工作人员无论是在安装组合部件的时候，还是在拆卸的时候，都十分的简单方便，操作难度很小，也因此，这种密封方式在实践中被广泛采用。在轴旋转的时候，会安装密封圈，旋转的过程中，有润滑油脂的参与，可以进一步的降低阻力，不过，油脂的渗漏可能会在这一阶段出现，为了预防这一情况，有必要正确安装密封圈。需要注意的是，轴承座和轴套间有必要预留出一定的空间，这是处于现实考量。在轴承长期参与工作的时候，润滑脂会有所损耗，它的润滑性能也会下降，从到到达临界点就存在一个润滑周期。通常，当一个润滑周期结束以后，需要重新补充新的润滑脂，同时，这些油脂会顺着预留的空间流入。

　　在设备进行工作的时候，会有热量产生，设备的工作部位的温度会升高，受到高温影响的油脂的粘度会下降，然后经由间隙流入绞车内腔。所以在不及时注入油脂的时候，会大大增加烧轴承意外的发生。J型密封圈在正反安装的时候具有不同的性能，一般情况，正向安装可以起到密封油脂的功能，如果是反向安装，油脂上一旦存在压力，就会发生泄露。J型密封圈的在安装时候的优劣显而易见，为了减少油脂泄露的情况，研究人员经过反复的实验，并结合工况，设计出来一种新兴的安装方法，即采用双J型密封圈的形式。这一形式中，会使用两个J型密封圈，它们两个一正一反地结合，性能大大提高。研究人员已经在两台ZJ60D钻机上使用了这种结构。从收集的用户反馈来看，油脂泄露的问题得到了很好的解决。为了进一步解决这一問题，还可以选择其他的进路解决，比如提高油脂的质量，从而进一步延长油脂的润滑周期。

　　1.2 甩油环与密封环之间通过迷宫间隙渗漏

　　绞车滚筒轴想要实现密封，与外界隔离，其中依赖的机理，是甩油环与挡油环在工作中运动从而制造出的迷宫。迷宫密封是非接触性质的。至于绞车架各密封护罩上的密封环，它所采取的安装结构是分体焊接，这种结构具有较大的变形，此外，它所使用的零件价格低廉，加工要求也非常低，尽管如此，但它极容易发生泄露，而早起的绞车，大部分都才用了这一种制造结构，要想从根本上解决这一问题，不得不将研究方向着力于该种密封结构上，对其彻底改进。为此，设计人员广泛收集相关数据，并结合了在这方面取得不同程度进步的公司的方案，最终确定了这样的结构：首先，针对密封结构的径向和轴向，全部都采取措施进行防护，然后，在绞车内腔采用双甩油环和双挡油环结构。至于外腔，则采用单挡油环，除此之外，还要增加回油孔。在焊接甩油环和挡油环时，要尽量减少因焊接引发的变形，控制变形程度。

　　2 相对静止的接触部位的渗漏

　　绞车的许多部位都设计了罩盖结构，这种结构在绞车上广泛存在，且大小不一。这种结构需要在绞车的不同部位上发挥应有的功能，为了适应绞车不同部位的形状与特点，相应地，各罩盖的局部结构也会各有不同。从实践来看，这种结构一般会存在于绞车的水平位置上，或者水平位置成一定角度的位置，可以在一定程度上减少漏油。与水平位置所成的角度应把控在一定范围内，因为角度越大效果就越差，因此与水平所成的角度应计算出一个临界值，方便以后的加工。在垂直结构的密封通常采用密封垫、法兰以及螺栓组成的垫片密封形式，为了便于观察可将盖(序号3)改用有机玻璃。

　　3 固定护罩与可拆卸弧罩之间的渗漏

　　针对这种类型的泄露通常会采用U型槽与橡胶海绵板结合的结构。在采用这种结构和加工时，要将可拆卸护罩侧板与U型槽焊接，然后加入橡胶海绵板，再经过加固和挤压的步骤形成密封。

　　4 结语

　　石油钻机绞车的机械密封问题是个值得长期关注的问题，很多绞车需要维修的原因都是漏油所引发的，而漏油的源头又都可以追溯到密封问题上。结合上面所论述的密封失效的原因和解决方法上，我们可以初步形成这样的共识，即要选择合理有效的密封结构，并不断在使用中优化这一结构。

　　参考文献：

　　[1]陈碧凤，杨启明.剖分式螺旋机械密封结构设计[J].机械，2009，36(5)：65-67.

　　[2]赵备库，雷小红，王娜，等.绞车滚筒轴密封结构改进[J].石油矿场机械，2012，41(1)：94-96.