一种用于水力冲孔的旋转密封接头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿井下水力冲孔技术领域，具体涉及与钻杆连接的密封接头，具体的说是一种用于水力冲孔的旋转密封接头。
【背景技术】
[0002]在煤矿开采过程中，由于煤层中瓦斯含量较高，为保证生产安全，在开采煤层之前需要将其中的瓦斯抽出，一般是采用钻机将煤层钻孔，抽放其中的瓦斯后才可开采煤层，但煤层透气性差，仅靠瓦斯自动释放，其效率低下，释放效果难以满足生产需要。为了提高瓦斯抽采效率，现阶段最有效的方法为高压水力冲孔，将钻孔后的煤层冲出大的穴洞。为了提高作业效率，要求钻孔所用的钻杆可直接用于冲孔使用，冲孔时钻杆内部流通的是高压水，为了使冲孔效果达到预期目标，要求钻杆在通入30MPa的高压水时能够保持旋转。目前采用的进水旋转密封接头，在旋转时所能承受的压力很小，在3MPa以内，只有在静止时才可密封高压水，这种旋转接头密封上存在的不足使得水力冲孔难达到预期的效果。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有旋转接头存在耐压低，无法满足水力冲孔要求的缺陷，提供一种用于水力冲孔的旋转密封接头。
[0004]本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案为:一种用于水力冲孔的旋转密封接头，包括旋转轴和壳体，旋转轴的中心沿其轴向设有用于输送高压水的通孔，壳体内部设有与通孔同轴设置并相互连通的阶梯孔，阶梯孔的小直径孔处固定连接有外管，旋转轴的一端通过轴承设置在阶梯孔的大直径孔中，且轴承的外圈固定在壳体内，实现在旋转轴转动的同时，壳体保持静止的状态；其中，旋转轴的该端部与阶梯孔的大直径孔孔底之间依次设有石墨密封环和向石墨密封环提供压力的预紧弹簧，石墨密封环的内部设有与通孔同轴设置并相互连通的轴向孔，石墨密封环的外周面上设有沿其轴向设置的止动槽，壳体上设有设置在止动槽中，并用于限制石墨密封环旋转的限位螺钉；旋转轴伸出阶梯孔的一端设有用于与钻杆螺纹连接的外锥螺纹。
[0005]本实用新型中，壳体上设有与阶梯孔的大直径孔连通的卸压孔，若有液体从旋转轴与石墨密封环间的密封面泄漏，则会从卸压孔排出，防止泄漏的液体进入轴承。
[0006]进一步的，石墨密封环的外周面上设有密封槽，密封槽内设有O形密封圈，以密封石墨密封环与外壳。
[0007]所述的轴承为两个，两个轴承相对设置的内侧设有隔环，两个轴承相背离的外侧分别设有旋转轴唇形密封圈和用于限定其中一个轴承位置的弹簧卡，旋转轴上设有用于限定另一轴承位置的凸台，石墨密封环保证壳体与旋转轴之间相对转动的同时，又能够密封二者之间的空间，使高压水从壳体进入旋转轴而不会泄漏进入轴承内；弹簧卡能够限制轴承的轴向移动。
[0008]本实用新型中，旋转轴上设有外锥螺纹的端部设有凸肩，凸肩与外锥螺纹的大直径端连接。
[0009]有益效果:该密封接头与钻杆连接使用时，在壳体上接入40MPa高压水，高压水通过壳体上的阶梯孔进入壳体，由于壳体与旋转轴之间有密封，进入壳体的高压水从旋转轴内的通孔进入钻杆。在水力冲孔时，可以在钻杆内通入高压水的同时，又可使钻杆旋转，高压水从钻杆前端的射流喷嘴射出后，形成一个圆面，所冲出的孔洞较大和规则，增透效果比较理想。其中，两个轴承相背离的外侧均设有密封圈，壳体、旋转轴与轴承三者之间密封性能良好，避免在使用过程中出现漏风漏水的问题，且能够实现旋转轴输送40MPa的高压水而不泄露。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为旋转轴的结构示意图。
[0012]附图标记:1、旋转轴，2、壳体，3、通孔，4、外锥螺纹，5、轴承，6、石墨密封环，7、O形密封圈，8、限位螺钉，9、预紧弹簧，10、弹簧卡，11、阶梯孔，12、外管，13、凸台，14、凸肩，15、凹槽，16、卸压孔，17、止动槽，18、旋转轴唇形密封圈，19、隔环。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本实用新型的用于水力冲孔的旋转密封接头作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0014]—种用于水力冲孔的旋转密封接头，如图1所示，包括旋转轴I和壳体2，旋转轴I的中心沿其轴向设有用于输送高压水的通孔3，壳体2内部设有与通孔3同轴设置并相互连通的阶梯孔11，阶梯孔11的小直径孔处固定连接有外管12，旋转轴I的一端通过轴承5设置在阶梯孔11的大直径孔中，且轴承5的外圈固定在壳体2内，实现在旋转轴I转动的同时，壳体2保持静止的状态。
[0015]其中，旋转轴I的该端部与阶梯孔11的大直径孔孔底之间依次设有石墨密封环6和向石墨密封环6提供压力的预紧弹簧9。石墨密封环6的内部设有与通孔3同轴设置并相互连通的轴向孔，石墨密封环6的外圆上设置有密封槽，在密封槽内设置有O形密封圈7，O形密封圈7起到密封石墨密封环6与壳体2间隙的作用，石墨密封环6的外周面上设有沿其轴向设置的止动槽17，壳体2上设有设置在止动槽17中，并用于限制石墨密封环6旋转的限位螺钉8。预紧弹簧9 一端与石墨密封环6端面接触，另一端与壳体2接触，预紧弹簧9向石墨密封环6提供压力，保证在无压力水时，石墨密封环6能够与旋转轴I的端面接触；石墨密封环6的内部设有与通孔3同轴设置并相互连通的轴向孔，旋转轴I伸出阶梯孔11的一端设有用于与钻杆螺纹连接的外锥螺纹4。其中，采用石墨密封环6与旋转轴I相贴合进行端面密封，密封强度高，在旋转轴I转速300r/min时，可耐压40PMa。
[0016]壳体2上设有与阶梯孔11的大直径孔连通的卸压孔16，若有液体从旋转轴I与石墨密封环6间的密封面泄漏，则会从卸压孔16排出，防止泄漏的液体进入轴承。
[0017]本实用新型采用的旋转轴唇形密封圈，为橡胶包覆金属骨架组成，用来对旋转轴I和壳体2进行密封。旋转轴I的一端面上镶有陶瓷耐磨层，陶瓷耐磨层通过磨削保证其表面粗糙度。
[0018]如图2所示，旋转轴I上设有外锥螺纹4的端部设有凸肩14，凸肩14与外锥螺纹4的大直径端连接；如图1和图2所示，轴承5为两个，两个轴承相对设置的内侧设有隔环19，防止灰尘进入轴承；两个轴承相背离的外侧分别设有旋转轴唇形密封圈18和用于限定其中一个轴承位置的弹簧卡10，旋转轴I上设有用于限定另一轴承位置的凸台13，旋转轴I上还设有用于安装弹簧卡10的环状的凹槽15。
[0019]如图1所示，壳体2上设置的阶梯孔11与通孔3相互连通，阶梯孔11的小直径孔处固定连接有外管12。使用时，在壳体2上接入高压水，高压水通过阶梯孔11进入壳体2，由于壳体2与旋转轴I之间有密封，进入壳体2的高压水从旋转轴I内设置的通孔3进入钻杆。
【主权项】
1.一种用于水力冲孔的旋转密封接头，其特征在于:包括旋转轴(I)和壳体(2)，旋转轴(I)的中心沿其轴向设有用于输送高压水的通孔(3)，壳体(2)内部设有与通孔(3)同轴设置并相互连通的阶梯孔(11)，阶梯孔(11)的小直径孔处固定连接有外管(12)，旋转轴Cl)的一端通过轴承(5)设置在阶梯孔(11)的大直径孔中，且轴承(5)的外圈固定在壳体(2)内，实现在旋转轴(I)转动的同时，壳体(2)保持静止的状态；其中，旋转轴(I)的该端部与阶梯孔(11)的大直径孔孔底之间依次设有石墨密封环(6)和向石墨密封环(6)提供压力的预紧弹簧(9)，石墨密封环(6)的内部设有与通孔(3)同轴设置并相互连通的轴向孔，石墨密封环(6)的外周面上设有沿其轴向设置的止动槽(17)，壳体(2)上设有设置在止动槽(17)中，并用于限制石墨密封环(6)旋转的限位螺钉(8);旋转轴(I)伸出阶梯孔(11)的一端设有用于与钻杆螺纹连接的外锥螺纹(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于水力冲孔的旋转密封接头，其特征在于:所述的壳体(2 )上设有与阶梯孔(11)的大直径孔连通的卸压孔(16 )。3.根据权利要求1所述的一种用于水力冲孔的旋转密封接头，其特征在于:石墨密封环(6 )的外周面上设有密封槽，密封槽内设有O形密封圈(7 )。4.根据权利要求1所述的一种用于水力冲孔的旋转密封接头，其特征在于:所述的轴承(5)为两个，两个轴承相对设置的内侧设有隔环(19)，两个轴承相背离的外侧分别设有旋转轴唇形密封圈(18)和用于限定其中一个轴承位置的弹簧卡(10)，旋转轴(I)上设有用于限定另一轴承位置的凸台(13)。5.根据权利要求1所述的一种用于水力冲孔的旋转密封接头，其特征在于:旋转轴(I)上设有外锥螺纹(4)的端部设有凸肩(14)，凸肩(14)与外锥螺纹(4)的大直径端连接。
【专利摘要】一种用于水力冲孔的旋转密封接头，包括旋转轴和壳体，旋转轴的中心沿其轴向设有通孔，壳体内部设有与通孔同轴设置的阶梯孔，阶梯孔的小直径孔处固定连接有外管，旋转轴的一端通过轴承设置在阶梯孔中，且轴承的外圈固定在壳体内，实现在旋转轴转动的同时，壳体保持静止的状态；其中，旋转轴的该端部与阶梯孔的大直径孔孔底之间依次设有石墨密封环和向石墨密封环提供压力的预紧弹簧，壳体上设有用于限制石墨密封环旋转的限位螺钉；旋转轴伸出阶梯孔的一端设有用于与钻杆螺纹连接的外锥螺纹，在水力冲孔时，在钻杆内通入高压水的同时，又可使钻杆旋转，壳体、旋转轴与轴承三者之间密封性能良好，能够实现输送40MPa的高压水而不泄露。
【IPC分类】E21B17/02, E21B7/18
【公开号】CN204851083
【申请号】CN201520387567
【发明人】王晓平, 赵玉凤, 武国胜, 张国勇, 陈喜恩, 刘亚晓
【申请人】平顶山市铁福来机电设备有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月8日