用于調節徑向偏轉和傾斜的旋轉密封組合件的制作方法
【技術領域】
[0001]旋轉密封組合件用于調節殼體與可旋轉軸之間的徑向偏轉和/或傾斜量。
[0002]發明背景
[0003]包括延伸穿過殼體孔的可旋轉軸的設備可包括一個或多個軸承和一個或多個旋轉密封組合件。
[0004]這些軸承可將軸支撐在殼體孔內和/或在軸與殼體之間傳遞力。
[0005]旋轉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部之間傳遞。
[0006]在一些這樣的設備中，軸可能能夠在殼體孔內實現一定量的徑向偏轉和/或在殼體孔內實現一定量的傾斜。
[0007]軸的徑向偏轉可導致由于軸在殼體孔內徑向偏移，軸與殼體孔不同心。軸在殼體孔內的這種不同心度可能會對旋轉密封組合件的性能造成負面影響。
[0008]軸在殼體孔內的傾斜可能是由于軸的一部分的徑向偏轉而導致的，并且可以伴隨著軸在殼體孔內的彎曲和/或鉸接。軸傾斜可能是由于設備的功能而有意引起的，和/或可能是由于在設備使用期間作用于軸的力而造成的。軸在殼體孔內的這種傾斜也可能對旋轉密封組合件的性能造成負面影響。
[0009]在一些設備中，軸在殼體孔內的傾斜可能由于軸承而引起或可通過軸承來調節，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)中所描述的支點軸承或焦點軸承，這兩個專利針對“擺動鉆頭”類型的旋轉導向鉆井設備。
[0010]附圖簡述
[0011 ]現在將參照附圖描述本發明的實施方案，附圖中:
[0012]圖1是擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備的下部的部分縱向截面組裝圖，包括根據本發明的旋轉密封組合件的第一示例性實施方案作為下部旋轉密封組合件。
[0013]圖2是圖1的擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備的下端的部分縱向截面組裝圖，更詳細地示出了焦點軸承和旋轉密封組合件的第一示例性實施方案。
[0014]圖3是圖1的擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備的部分縱向截面組裝圖，更詳細地示出了旋轉密封組合件的第一示例性實施方案。
[0015]圖4是根據本發明的旋轉密封組合件的第二示例性實施方案的部分縱向截面組裝圖，該第二示例性實施方案可取代旋轉密封組合件的第一示例性實施方案用于圖1的擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備。
[0016]圖5是示例性旋轉導向鉆井設備示為與鉆柱連接時的示圖。
[0017]圖6是圖5所示的示例性旋轉導向鉆井設備示為與鉆柱斷開時的示意性縱向截面組裝圖。
[0018]詳述
[0019]本文獻中引用取向、操作參數、范圍、范圍下限和范圍上限時，并非意欲提供本發明范圍的嚴格邊界，而是應當被解釋為意指“近似”或“大約”或“基本上”在本文獻的教示范圍內，除非另外明確說明。
[0020]本發明針對旋轉密封組合件。
[0021]旋轉密封組合件可用于任何設備，包括殼體、殼體孔和可旋轉地延伸穿過殼體孔的軸，其中軸能夠在殼體孔內實現一定量的徑向偏轉并且在殼體孔內實現一定量的傾斜。
[0022]在一些實施方案中，該設備可被構造成包含在鉆孔內。在一些實施方案中，該設備可為用于鉆出鉆孔的設備。在一些實施方案中，該設備可為鉆井馬達。在一些實施方案中，該設備可為旋轉導向鉆井設備。在一些特定實施方案中，該設備可為“擺動鉆頭”類型的旋轉導向鉆井設備。
[0023]圖1至3顯示了根據本發明的旋轉密封組合件的第一示例性實施方案，其中旋轉密封組合件被提供作為擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備中的下部旋轉密封組合件。圖4顯示了根據本發明的旋轉密封組合件的第二示例性實施方案，其也可被提供作為擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備中的下部旋轉密封組合件。
[0024]圖5至6顯示了示例性旋轉導向鉆井設備，其中可使用旋轉密封組合件的第一示例性實施方案、第二示例性實施方案和其它實施方案。圖1還顯示了示例性旋轉導向鉆井設備的下部，包括旋轉導向鉆井設備的一些組件。
[0025]圖1至6僅僅是示例性的。本發明的旋轉密封組合件可在本發明的范圍內用于任何合適設備并且用于任何合適設備中的任何合適位置，并且可在除第一示例性實施方案和第二示例性實施方案的實施方案中在本發明的范圍內提供本發明的旋轉密封組合件。
[0026]在隨后對第一示例性實施方案和第二示例性實施方案的描述中，將以相同的參考號來識別在這兩個示例性實施方案中相同或等效的本發明特征。
[0027]參照圖1和圖5至6，顯示了示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(200)。作為非限制性示例，示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(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導向鉆井設備。
[0028]首先參照圖5至6，示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(200)包括殼體(202)，該殼體具有外部殼體孔(204)和內部殼體孔(206)。軸(208)延伸穿過殼體孔(206)。軸(208)可相對于殼體(202)旋轉。
[0029]在示例性擺動鉆頭型旋轉導向設備(200)中，鉆頭(210)與軸(208)的遠側端部連接，并且鉆柱(212)與軸(208)的近側端部連接。鉆柱(212)可包括鉆柱連通系統(214)諸如隨鉆測量系統。
[0030]在示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(200)中，防旋轉裝置(216)鄰近殼體(202)的近側端部與殼體(202)連接或整合到殼體(202)中，并且近鉆頭穩定器(218)鄰近殼體(202)的遠側端部與殼體(202)連接或整合到殼體(202)中。
[0031]在示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(200)中，使偏轉機構(220)包含在殼體(202)中，該偏轉機構可被致動以導致軸(208)的一部分在殼體孔(206)內徑向偏轉。
[0032]在示例性擺動鉆頭型旋轉導向鉆井設備(200)中，將下部焦點軸承(222)、下部旋轉密封組合件(224)、上部軸承(226)和上部旋轉密封組合件(228)定位在殼體孔(206)內以使軸(208)支撐在殼體(202)內并且在殼體(202)與軸(208)之間提供密封。
[0033]偏轉機構(220)可包括任何能夠導致軸(208)的該部分在殼體孔(206)內徑向偏轉的結構、裝置或設備。軸(208)的該部分的徑向偏轉可導致軸(208)在殼體孔(206)內彎曲。另外或替代地，軸(208)的該部分的徑向偏轉可導致軸(208)鉸接在殼體孔(206)，如果軸(208)包括接合部(未示出)的話，該接合部促進了這種鉸接。
[0034]在任一種情況下，軸(208)的該部分通過偏轉機構(220)實現的徑向偏轉導致軸(208)在殼體孔(206)內傾斜，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所示的示例性旋轉導向鉆井設備(200)中，由下部焦點軸承(222)調節軸(208)的傾斜，該下部焦點軸承充當軸(208)的支點。因此，軸(208)通過偏轉機構(220)實現的徑向偏轉導致軸(208)在殼體孔(206)內相對于傾斜焦點(230)傾斜，該傾斜焦點表示軸(208)的傾斜中心。
[0036]在示例性旋轉導向設備(200)中，由下部焦點軸承(222)提供傾斜焦點(230)。在其它設備中，傾斜焦點(230)可為表示軸(208)傾斜中心的任何實點或虛點。
[0037]再次參照圖1，下部焦點軸承(222)被軸向定位在偏轉機構(220)與下部旋轉密封組合件(224)之間。由于下部焦點軸承(222)充當軸(208)的支點，因此偏轉機構(220)的致動將導致軸(208)在殼體孔(206)內在下部旋轉密封組合件(224)的軸向位置實現一定量的徑向偏轉，并且也導致軸(208)在殼體孔(206)內相對于傾斜焦