一种顶驱动力水龙头.pdf

1、10申请公布号CN103527076A43申请公布日20140122CN103527076A21申请号201310538165X22申请日20131104E21B3/0220060171申请人恒天九五重工有限公司地址411101湖南省长沙市长沙经济技术开发区东六线3号72发明人贺燕麒吴云峰54发明名称一种顶驱动力水龙头57摘要一种用于钻机的顶驱动力水龙头，包括轴（2）、套筒（7）和在轴（2）和套筒（7）之间的密封固定结构，所述轴（2）具有从轴的一端直通进水孔的轴冷却水孔（201）和第二侧通孔（203）；所述套筒的中间部位设有第一侧通孔（701）和与轴（2）的轴冷却水孔相对的环状水道（703）；

2、所述密封固定结构对称分布在所述环状水道（703）的两侧，所述密封固定结构为从环状水道的两侧依次设有密封件（8）、隔套（6）、深沟球轴承（5）、前盖（4）或后盖（9）所述前盖（4）和后盖（9）分别通过螺栓与套筒的端面固定。该顶驱动力水龙头在需更换易损件时拆卸简便，简化了水龙头的结构。51INTCL权利要求书2页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书3页附图2页10申请公布号CN103527076ACN103527076A1/2页21一种顶驱动力水龙头，包括轴（2）、套筒（7）和在轴（2）和套筒（7）之间的密封固定结构，其特征在于，所述轴（2）具有一

3、端直通轴的端面，另一端为盲孔的轴冷却水孔（201）和在盲孔端与轴冷却水孔一端相通的第二侧通孔（203）；所述套筒（7）具有轴向通孔，所述套筒的中间部位设有第一侧通孔（701），与第一侧通孔相对的内孔部分形成与轴（2）的轴冷却水孔相对的环状水道（702）；所述密封固定结构对称分布在所述环状水道（702）的两侧，所述密封固定结构包括密封单元（8）、隔套（6）、深沟球轴承（5）、前盖（4）和后盖（9），在所述环状水道（702）的外侧安装密封单元（8），在密封单元（8）的外侧安装有隔套（6），在隔套（6）的外侧设有所述深沟球轴承（5），在深沟球轴承（5）的外侧分别设有前盖（4）和后盖（9），所述前盖（

4、4）和后盖（9）分别通过螺栓与套筒的端面固定；所述密封单元（8）为能承受至少20MPA水压的密封结构。2一种如权利要求1所述的顶驱动力水龙头，其特征在于，在后盖（9）的外侧设有推力球轴承（10），在推力球轴承（10）的外侧设有卡键（12）、卡键帽（13）和轴用弹性挡圈（14），所述卡键（12）和轴用弹性挡圈（14）分别卡在轴（2）末端的凹槽中。3一种如权利要求1或2所述的顶驱动力水龙头，其特征在于，所述前盖与轴（2）的配合部位设有防尘圈（3）。4一种如权利要求13任一项所述的顶驱动力水龙头，其特征在于，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。5一种顶驱动力水龙

5、头，包括轴（2）、套筒（7）和在轴（2）和套筒（7）之间的密封固定结构，其特征在于，所述轴（2）具有法兰（202），所述法兰（202）的侧面具有圆锥面，所述轴（2）具有一端直通轴的端面，另一端为盲孔的轴冷却水孔（201）和在盲孔端与轴冷却水孔一端相通的第二侧通孔（203）；所述套筒（7）具有轴向通孔，所述套筒的中间部位设有第一侧通孔（701），与第一侧通孔相对的内孔部分形成与轴（2）的轴冷却水孔相对的环状水道（702）；所述套筒的内孔两端具有圆锥面；所述密封固定结构对称分布在所述环状水道（702）的两侧，所述密封固定结构包括密封单元（8）、隔套（6）、圆锥滚子轴承（5）和后盖（9），在所述环状

6、水道（702）的外侧安装叠簧（16），在叠簧（16的外侧设有密封单元（8），在密封单元（8）的外侧安装有隔套（6），在隔套（6）的外侧设有所述圆锥滚子轴承（5），一侧的圆锥滚子轴承（5）压在法兰（202）的前端面上，另一侧的圆锥滚子轴承（5）外侧设有后盖（9），所述后盖（9）的侧面具有圆锥面，所述后盖（9）通过内孔螺纹与轴（2）的一端外螺纹旋转固定；所述套筒的圆锥面分别与所述法兰（202）的圆锥面和所述后盖（9）的圆锥面配合；所述密封单元（8）为能承受至少20MPA水压的密封结构。6一种如权利要求5所述的顶驱动力水龙头，其特征在于，所述套筒两端的圆锥面上分别设有O形密封圈。7一种如权利要求5所

7、述的顶驱动力水龙头，其特征在于，所述法兰（2）、套筒（7）和后盖的圆锥面与其轴线的夹角为515。权利要求书CN103527076A2/2页38一种如权利要求57任一项所述的顶驱动力水龙头，其特征在于，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。权利要求书CN103527076A1/3页4一种顶驱动力水龙头技术领域0001本发明涉及地质钻探用全液压钻机技术领域，尤其是一种顶部驱动钻井装置的集成于动力输出轴内部的水龙头。背景技术0002顶部驱动钻井是20世纪80年代国际钻井领域中兴起的一项新的钻井技术，是旋转钻井技术的一次重大突破，顶部驱动钻井装置是将原来固定在钻台面

8、上的旋转驱动装置如转盘等变为随游车一起运动的集旋转动力、水龙头和上卸扣钳为一体的新型钻井设备，其中动力水龙头是该顶部驱动钻井装置的重要部件，它要和上部的游车大钩保持相对静止状态，又要能带动与之下部相连的钻杆实现旋转运动。在正常工作状态下，其下部悬挂钻柱及钻头，当钻机带动钻头向地下钻进时，由于钻头与岩石间的巨大摩擦力会造成钻头与岩石的接触面温度急剧升高，因此需要注入冷却水或冷却空气对钻头实施降温，通常的做法是在主机和输出轴之间装一水龙头，该水龙头轴的前端与钻机动力头主轴连接，套筒通过油管或冷却泵或压缩机相连，工作时主轴与动力头主轴及钻杆转动，套筒不能转动，水龙头整体还须能更是主轴直线上下滑行，该

9、水龙头的主要功能是将冷却液或冷却空气输入钻杆冷却钻头，其性能的好坏直接关系到整套设备的使用效果。0003目前用于钻机的水龙头的普遍存在的问题是密封高压空气及压力水的能力较差，在长时间的使用过程中由于密封圈的磨损而导致密封圈的密封自紧力变小，高压空气或压力水容易从旋转主轴和密封单元间渗漏，从而对设备的正常工作造成影响。而水龙头的套筒的两端一般采用螺栓固定连接，动力水龙头的主轴与钻柱的连接也采用螺纹连接，长时间使用会使螺纹锈蚀，这使得在更换壳体配件时拆卸难度非常大，需要花费大量时间来拆卸，这使得钻井工作难以持续进行。0004在上述现有技术缺陷的基础上，申请人经过改进，提出了结构简单，容易拆卸的顶驱

10、动力水龙头，使得水龙头的维护保养时复杂的拆卸工作变得简单容易，提高了工作效率。发明内容0005针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简单、容易拆卸的顶驱动力水龙头，使得水龙头的维护保养时复杂的拆卸工作变得简单容易，提高了工作效率。0006本发明是这样实现的，一种用于钻机的顶驱动力水龙头，包括轴、套筒和在轴和套筒之间的密封固定结构，所述轴具有一端直通轴的端面，另一端为盲孔的轴冷却水孔和在盲孔端与轴冷却水孔一端相通的第二侧通孔；0007所述套筒具有轴向通孔，所述套筒的中间部位设有第一侧通孔，与第一侧通孔相对的内孔部分形成与轴的轴冷却水孔相对的环状水道；0008所述密封固定结构对称分

11、布在所述环状水道的两侧，所述密封固定结构包括密封单元、隔套、深沟球轴承、前盖和后盖，在所述环状水道的外侧安装密封单元，在密封单元的说明书CN103527076A2/3页5外侧安装有隔套，在隔套的外侧设有所述深沟球轴承，在深沟球轴承的外侧分别设有前盖和后盖，所述前盖和后盖分别通过螺栓与套筒的端面固定；0009所述密封单元为能承受至少20MPA水压的密封结构。0010进一步地，在后盖的外侧设有推力球轴承，在推力球轴承的外侧设有卡键、卡键帽和轴用弹性挡圈，所述卡键和轴用弹性挡圈分别卡在轴末端的凹槽中。0011进一步地，所述前盖与轴的配合部位设有防尘圈。0012进一步地，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺

12、脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。0013一种用于钻机的顶驱动力水龙头，包括轴、套筒和在轴和套筒之间的密封固定结构，其特征在于，0014所述轴具有法兰，所述法兰的侧面具有圆锥面，所述轴具有一端直通轴的端面，另一端为盲孔的轴冷却水孔和在盲孔端与轴冷却水孔一端相通的第二侧通孔；0015所述套筒具有轴向通孔，所述套筒的中间部位设有第一侧通孔，与第一侧通孔相对的内孔部分形成与轴的轴冷却水孔相对的环状水道；所述套筒的内孔两端具有圆锥面；0016所述密封固定结构对称分布在所述环状水道的两侧，所述密封固定结构包括密封单元、隔套、圆锥滚子轴承和后盖，在所述环状水道的外侧安装叠簧，在叠簧的外侧设有密封

13、单元，在密封单元的外侧安装有隔套，在隔套的外侧设有所述圆锥滚子轴承，一侧的圆锥滚子轴承压在法兰的前端面上，另一侧的圆锥滚子轴承外侧设有后盖，所述后盖的侧面具圆锥面，所述后盖通过内孔螺纹与轴的一端外螺纹旋转固定；0017所述套筒的圆锥面分别与所述法兰的圆锥面和所述后盖的圆锥面配合。0018所述密封单元为能承受至少20MPA水压的密封结构。0019进一步地，所述套筒两端的圆锥面上分别设有O形密封圈。0020进一步地，所述法兰、套筒和后盖的圆锥面与其轴线的夹角为515。0021进一步地，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。0022本发明的有益效果是简化了水龙头的

14、结构，使得水龙头容易拆卸，在维护保养时复杂的拆卸工作变得简单容易，提高了工作效率。附图说明0023图1为本发明实施例1的水龙头的结构图。0024图2为本发明实施例的1水龙头的主轴。0025图3为本发明实施例1的水龙头的壳体。0026图4为本发明实施例2的水龙头的结构图。0027上述图中的附图标记00281O型密封圈，2轴，3防尘圈，4前盖，5深沟球轴承，5圆锥滚子轴承，6隔套，7套筒，8密封单元，9后盖，10推力球轴承，11内六角螺钉12卡键13卡键帽14轴用弹性挡圈，15注油孔，16叠簧0029201冷却水孔，202法兰，203第二侧通孔，0030701第一侧通孔，702环状水道说明书CN1

15、03527076A3/3页6具体实施方式0031以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。0032实施例10033如图1是水龙头的主剖面图，一种用于顶驱钻机的动力水龙头，包括轴2、套筒7，深沟球轴承5连接轴2与套筒7，使得所述轴2绕轴线旋转，套筒不动。套筒7中间部位有第一侧通孔701，接冷却水嘴，套筒在侧通孔部分的内径比轴2的外径大，形成环状水道702，轴2设有直通前端的冷却水孔201，在冷却水孔201盲端与套筒7的环状水道相对位置处设有第二侧通孔203，所述轴的冷却水孔201与所述环状水道702形成通路；所述环状水道702两侧各有一道密封单元8，以阻止冷却水外溢。在密封单元8的外侧

16、设有隔套6，隔套6的外侧设有一深沟球轴承5，在深沟球轴承5外侧分别设有前压盖4和后压盖9，在后压盖9外侧加装推力球轴承11，在推力球轴承11外侧同时在轴2的槽内设有卡键12、卡键帽13，在卡键帽13的外侧同时在轴2的槽内设有轴用弹性挡圈14。所述密封单元8为能承受至少20MPA水压的密封结构，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。0034实施例20035如图4所示，是水龙头实施例2的主剖面图，一种用于顶驱钻机的动力水龙头，包括轴2、套筒7，圆锥滚子轴承5连接轴2与套筒7，使得所述轴2绕轴线旋转，套筒不动。套筒7的结构基本没有改变，与实施例1相同，只是端部内壁

17、有515的锥孔斜度。所述套筒7的环状水道两侧各有一道叠簧16和密封单元8，以阻止冷却水外溢。在密封单元8的外侧设有隔套6，隔套6的外侧分别设有一圆锥滚子轴承5，在右端圆锥滚子轴承5的外侧设有后压盖9，所述后压盖9内螺纹与轴2固定连接；所述轴2的法兰202具有515的锥台斜度，代替实施例1的前盖4，所述后端盖9也具有515的锥台斜度,所述套筒7的两端部锥孔分别与所述轴2的法兰202和后压盖9配合，并且设有O形密封圈。0036所述密封单元8为能承受至少20MPA水压的密封结构，所述密封结构包括耐油橡胶或聚胺脂橡胶制成的34个Y型密封圈，且用隔环分开。这种密封圈具有液压自封作用,即在液压作用下其唇部始终压紧轴外壁,在密封圈不断被磨损的情况下,其唇部仍能靠液压涨开,保证密封。说明书CN103527076A1/2页7图1图2说明书附图CN103527076A2/2页8图3图4说明书附图CN103527076A