活动弯头结构简析
在固井和水力压裂地层过程中,活动弯头是连接水泥车与井口的主要零件之一。借助这种活动弯头,管线互相可以联成任何角度,同时活动弯头能够吸收由于泵量不均匀而产生的大部分震动。
活动弯头的减震作用对其各部件如轴承、密封环,提出了特殊要求。必须把活动弯头短管和弯管的弹性及强度结合起来考虑。为了增加活动弯头的寿命及可靠性,必须改善轴承的密封。
图l是新桔构的活动弯头。为了使密封环更紧地贴在密封面上,盘根斜口的位置比普通活动弯头移动了90°。这使斜口正对液流的方向,当伸长1米时,斜口变得较柔软,因而盘根在不大的压力(20-50千克/平方厘米)下就可以达到密封。
图1 高压管线活动弯头
1-丝扣弯管;2-弯管;3-盘根;4-直径10毫米的滚珠;5-密封环;6-衬套;7-锥形座;8;短管;9-盘根椎体10-密封环;11-外套螺帽;12-塞盖;13-黄油嘴;14-螺栓;15-弹簧垫。
这些措施减少了研磨性碎屑掉入盘根和接触面之间的空隙的可能性。
在使用活动弯头过程中观察到,密封环的外径在部件P的部分磨损最快(图1)。盘根在压力大时开始往间隙B移动,且在部件P的部分很快地被刺坏。
为了预防冲刺,盘根用金属环1组装(图2)。该环由0.5毫米厚的钢板冲压制成,放入磨内由上面浇橡胶成形。
图2 活动弯头盘根的金属环
1-环;2-橡胶
为了减少污物自端面(V箭头方向)进入轴承,在轴承前装有橡皮密封环,它可防护污物进入轴承,直到轴承磨损为止。当在滚珠与轴承槽之间形成6间隙时(图3),如果震动很大,污物就进入连接零件之间的△简隙内,并渗入轴承,如K箭头指示(图3)。因此不能完全阻止污物进入轴承。为了在工作之后把污物由轴承中排除掉,并保视轴承的正常润滑,在塞盖12中有孔,并装置黄油嘴13。通过此黄油嘴把新鲜的的润滑油用压箱器注入轴承,以排出污润滑。这样,每次工作之后便可回复轴承的润滑,以提高活动弯头的使用期限。
图3 活动弯头密封盘根