用于調(diào)節(jié)徑向偏轉(zhuǎn)和傾斜的旋轉(zhuǎn)密封組合件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]旋轉(zhuǎn)密封組合件用于調(diào)節(jié)殼體與可旋轉(zhuǎn)軸之間的徑向偏轉(zhuǎn)和/或傾斜量。
[0002]發(fā)明背景
[0003]包括延伸穿過殼體孔的可旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)軸承和一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)密封組合件。
[0004]這些軸承可將軸支撐在殼體孔內(nèi)和/或在軸與殼體之間傳遞力。
[0005]旋轉(zhuǎn)密封組合件可抑制流體和/或碎肩在殼體的外部與殼體的內(nèi)部之間傳遞。
[0006]在一些這樣的設(shè)備中，軸可能能夠在殼體孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定量的徑向偏轉(zhuǎn)和/或在殼體孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定量的傾斜。
[0007]軸的徑向偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致由于軸在殼體孔內(nèi)徑向偏移，軸與殼體孔不同心。軸在殼體孔內(nèi)的這種不同心度可能會(huì)對旋轉(zhuǎn)密封組合件的性能造成負(fù)面影響。
[0008]軸在殼體孔內(nèi)的傾斜可能是由于軸的一部分的徑向偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的，并且可以伴隨著軸在殼體孔內(nèi)的彎曲和/或鉸接。軸傾斜可能是由于設(shè)備的功能而有意引起的，和/或可能是由于在設(shè)備使用期間作用于軸的力而造成的。軸在殼體孔內(nèi)的這種傾斜也可能對旋轉(zhuǎn)密封組合件的性能造成負(fù)面影響。
[0009]在一些設(shè)備中，軸在殼體孔內(nèi)的傾斜可能由于軸承而引起或可通過軸承來調(diào)節(jié)，該軸承使得軸能夠相對于殼體傾斜。這樣一種軸承的示例為如美國專利N0.6，244，361(Comeau等人)和美國專利N0.6，769，499(Cargill等人)中所描述的支點(diǎn)軸承或焦點(diǎn)軸承，這兩個(gè)專利針對“擺動(dòng)鉆頭”類型的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備。
[0010]附圖簡述
[0011 ]現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，附圖中:
[0012]圖1是擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備的下部的部分縱向截面組裝圖，包括根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案作為下部旋轉(zhuǎn)密封組合件。
[0013]圖2是圖1的擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備的下端的部分縱向截面組裝圖，更詳細(xì)地示出了焦點(diǎn)軸承和旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案。
[0014]圖3是圖1的擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備的部分縱向截面組裝圖，更詳細(xì)地示出了旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件的第二示例性實(shí)施方案的部分縱向截面組裝圖，該第二示例性實(shí)施方案可取代旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案用于圖1的擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備。
[0016]圖5是示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備示為與鉆柱連接時(shí)的示圖。
[0017]圖6是圖5所示的示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備示為與鉆柱斷開時(shí)的示意性縱向截面組裝圖。
[0018]詳述
[0019]本文獻(xiàn)中引用取向、操作參數(shù)、范圍、范圍下限和范圍上限時(shí)，并非意欲提供本發(fā)明范圍的嚴(yán)格邊界，而是應(yīng)當(dāng)被解釋為意指“近似”或“大約”或“基本上”在本文獻(xiàn)的教示范圍內(nèi)，除非另外明確說明。
[0020]本發(fā)明針對旋轉(zhuǎn)密封組合件。
[0021]旋轉(zhuǎn)密封組合件可用于任何設(shè)備，包括殼體、殼體孔和可旋轉(zhuǎn)地延伸穿過殼體孔的軸，其中軸能夠在殼體孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定量的徑向偏轉(zhuǎn)并且在殼體孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定量的傾斜。
[0022]在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備可被構(gòu)造成包含在鉆孔內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備可為用于鉆出鉆孔的設(shè)備。在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備可為鉆井馬達(dá)。在一些實(shí)施方案中，該設(shè)備可為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備。在一些特定實(shí)施方案中，該設(shè)備可為“擺動(dòng)鉆頭”類型的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備。
[0023]圖1至3顯示了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案，其中旋轉(zhuǎn)密封組合件被提供作為擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備中的下部旋轉(zhuǎn)密封組合件。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件的第二示例性實(shí)施方案，其也可被提供作為擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備中的下部旋轉(zhuǎn)密封組合件。
[0024]圖5至6顯示了示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備，其中可使用旋轉(zhuǎn)密封組合件的第一示例性實(shí)施方案、第二示例性實(shí)施方案和其它實(shí)施方案。圖1還顯示了示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備的下部，包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備的一些組件。
[0025]圖1至6僅僅是示例性的。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件可在本發(fā)明的范圍內(nèi)用于任何合適設(shè)備并且用于任何合適設(shè)備中的任何合適位置，并且可在除第一示例性實(shí)施方案和第二示例性實(shí)施方案的實(shí)施方案中在本發(fā)明的范圍內(nèi)提供本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)密封組合件。
[0026]在隨后對第一示例性實(shí)施方案和第二示例性實(shí)施方案的描述中，將以相同的參考號(hào)來識(shí)別在這兩個(gè)示例性實(shí)施方案中相同或等效的本發(fā)明特征。
[0027]參照圖1和圖5至6，顯示了示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)。作為非限制性示例，示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)可為美國專利N0.6,244,361(Comeau等人)和/或美國專利N0.6，769，499(Cargill等人)中所描述類型的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備。
[0028]首先參照圖5至6，示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)包括殼體(202)，該殼體具有外部殼體孔(204)和內(nèi)部殼體孔(206)。軸(208)延伸穿過殼體孔(206)。軸(208)可相對于殼體(202)旋轉(zhuǎn)。
[0029]在示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向設(shè)備(200)中，鉆頭(210)與軸(208)的遠(yuǎn)側(cè)端部連接，并且鉆柱(212)與軸(208)的近側(cè)端部連接。鉆柱(212)可包括鉆柱連通系統(tǒng)(214)諸如隨鉆測量系統(tǒng)。
[0030]在示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)中，防旋轉(zhuǎn)裝置(216)鄰近殼體(202)的近側(cè)端部與殼體(202)連接或整合到殼體(202)中，并且近鉆頭穩(wěn)定器(218)鄰近殼體(202)的遠(yuǎn)側(cè)端部與殼體(202)連接或整合到殼體(202)中。
[0031]在示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)中，使偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)包含在殼體(202)中，該偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可被致動(dòng)以導(dǎo)致軸(208)的一部分在殼體孔(206)內(nèi)徑向偏轉(zhuǎn)。
[0032]在示例性擺動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)中，將下部焦點(diǎn)軸承(222)、下部旋轉(zhuǎn)密封組合件(224)、上部軸承(226)和上部旋轉(zhuǎn)密封組合件(228)定位在殼體孔(206)內(nèi)以使軸(208)支撐在殼體(202)內(nèi)并且在殼體(202)與軸(208)之間提供密封。
[0033]偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)可包括任何能夠?qū)е螺S(208)的該部分在殼體孔(206)內(nèi)徑向偏轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)、裝置或設(shè)備。軸(208)的該部分的徑向偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致軸(208)在殼體孔(206)內(nèi)彎曲。另外或替代地，軸(208)的該部分的徑向偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致軸(208)鉸接在殼體孔(206)，如果軸(208)包括接合部(未示出)的話，該接合部促進(jìn)了這種鉸接。
[0034]在任一種情況下，軸(208)的該部分通過偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)實(shí)現(xiàn)的徑向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸(208)在殼體孔(206)內(nèi)傾斜，由此使得軸(208)指向相對于殼體(202)的縱軸成一定角度的方向。
[0035]在圖1和圖5至6所示的示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井設(shè)備(200)中，由下部焦點(diǎn)軸承(222)調(diào)節(jié)軸(208)的傾斜，該下部焦點(diǎn)軸承充當(dāng)軸(208)的支點(diǎn)。因此，軸(208)通過偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)實(shí)現(xiàn)的徑向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸(208)在殼體孔(206)內(nèi)相對于傾斜焦點(diǎn)(230)傾斜，該傾斜焦點(diǎn)表示軸(208)的傾斜中心。
[0036]在示例性旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向設(shè)備(200)中，由下部焦點(diǎn)軸承(222)提供傾斜焦點(diǎn)(230)。在其它設(shè)備中，傾斜焦點(diǎn)(230)可為表示軸(208)傾斜中心的任何實(shí)點(diǎn)或虛點(diǎn)。
[0037]再次參照圖1，下部焦點(diǎn)軸承(222)被軸向定位在偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)與下部旋轉(zhuǎn)密封組合件(224)之間。由于下部焦點(diǎn)軸承(222)充當(dāng)軸(208)的支點(diǎn)，因此偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(220)的致動(dòng)將導(dǎo)致軸(208)在殼體孔(206)內(nèi)在下部旋轉(zhuǎn)密封組合件(224)的軸向位置實(shí)現(xiàn)一定量的徑向偏轉(zhuǎn)，并且也導(dǎo)致軸(208)在殼體孔(206)內(nèi)相對于傾斜焦