摘要：绞车是石油钻机的核心部件，在日常生活及工程实际中，泄漏是普遍存在的问题，但往往会造成很多的危害。设备工作介质的泄漏，不仅造成了物料的浪费，同时对环境也造成了污染。而设备中的工作介质也会受到外界水、气以及粉尘的污染，导致零件磨损加剧，进而影响设备质量导致其寿命缩短。绞车是石油钻机起升系统的重要设备，也是石油钻机的核心设备，在链条传动绞车的结构设计当中，绞车的绞车架和传动轴之间是一种动静结合的结构，密封结构的选择一直以来都是一项难以完美解决的问题。

关键词：石油钻机;绞车;机械密封;结构

结合实际对石油钻机绞车的机械密封结构改进要点进行研究，论述了回转件通过回转间隙渗漏因素，对机械密封结构改进方法。

一、慨述

石油钻机绞车的机械密封结构的问题，尤其是选择何种结构很难在实践中找到一个比较完美的方案，出现这一问题的原因跟绞车架和传动轴的相互关系有很大关联，因为二者的结合是动静结合。另一方面，根据目前统计的数据，可以发现群众大部分问题都集中在绞车渗漏问题上。针对当前出现的状况和问题，当务之急便是不断提高产品的质量，不断改进绞车的密封性能， 使其满足行业制定的相关标准。在研究链条传动绞车的渗漏时，基本可以将出现的渗漏问题分为三个基本类型：第一种是回转件通过回转间隙渗漏;第二种是回转件之间的接触部位的渗漏;第三种是固定护罩与可拆卸弧罩之间的无油封屏蔽渗漏。在接下来的篇幅里，笔者将对这三种渗漏类型进行论述，并提出相应的解决办法。

二、回转件通过回转间隙渗漏

1、旋转轴唇形密封圈的渗漏。绞车各轴的支撑轴承部位采用的密封形式为轴承盖与J 型密封圈结合的密封方式，这种结构属于旋转轴唇形密封的接触式密封。在采取这种密封方式的时候，工作人员无论是在安装组合部件的时候，还是在拆卸的时候，都十分的简单方便，操作难度很小，也因此，这种密封方式在实践中被广泛采用。在轴旋转的时候，会安装密封圈，旋转的过程中，有润滑油脂的参与，可以进一步的降低阻力，不过，油脂的渗漏可能会在这一阶段出现，为了预防这一情况，有必要正确安装密封圈。需要注意的是，轴承座和轴套间有必要预留出一定的空间， 这是处于现实考量。在轴承长期参与工作的时候，润滑脂会有所损耗，它的润滑性能也会下降，从到到达临界点就存在一个润滑周期。通常，当一个润滑周期结束以后，需要重新补充新的润滑脂，同时，这些油脂会顺着预留的空间流入。在设备进行工作的时候，会有热量产生，设备的工作部位的温度会升高，受到高温影响的油脂的粘度会下降，然后经由间隙流入绞车内腔。所以在不及时注入油脂的时候，会大大增加烧轴承意外的发生。J 型密封圈在正反安装的时候具有不同的性能，一般情况，正向安装可以起到密封油脂的功能，如果是反向安装，油脂上一旦存在压力，就会发生泄露。J 型密封圈的在安装时候的优劣显而易见，为了减少油脂泄露的情况，研究人员经过反复的实验，并结合工况，设计出来一种新兴的安装方法，即采用双J 型密封圈的形式。这一形式中，会使用两个J 型密封圈，它们两个一正一反地结合，性能大大提高。研究人员已经在两台ZJ60D 钻机上使用了这种结构。从收集的用户反馈来看，油脂泄露的问题得到了很好的解决。为了进一步解决这一问题，还可以选择其他的进路解决，比如提高油脂的质量，从而进一步延长油脂的润滑周期。

2、甩油环与密封环之间通过迷宫间隙渗漏。绞车滚筒轴想要实现密封，与外界隔离，其中依赖的机理， 是甩油环与挡油环在工作中运动从而制造出的迷宫。迷宫密封是非接触性质的。至于绞车架各密封护罩上的密封环，它所采取的安装结构是分体焊接，这种结构具有较大的变形，此外，它所使用的零件价格低廉，加工要求也非常低，尽管如此，但它极容易发生泄露，而早起的绞车，大部分都才用了这一种制造结构，要想从根本上解决这一问题，不得不将研究方向着力于该种密封结构上，对其彻底改进。为此，设计人员广泛收集相关数据，并结合了在这方面取得不同程度进步的公司的方案，最终确定了这样的结构： 首先，针对密封结构的径向和轴向，全部都采取措施进行防护，然后，在绞车内腔采用双甩油环和双挡油环结构。至于外腔，则采用单挡油环，除此之外，还要增加回油孔。在焊接甩油环和挡油环时，要尽量减少因焊接引发的变形，控制变形程度。

三、相对静止的接触部位的渗漏

绞车的许多部位都设计了罩盖结构，这种结构在绞车上广泛存在，且大小不一。这种结构需要在绞车的不同部位上发挥应有的功能，为了适应绞车不同部位的形状与特点，相应地，各罩盖的局部结构也会各有不同。从实践来看， 这种结构一般会存在于绞车的水平位置上，或者水平位置成一定角度的位置，可以在一定程度上减少漏油。与水平位置所成的角度应把控在一定范围内，因为角度越大效果就越差，因此与水平所成的角度应计算出一个临界值，方便以后的加工。在垂直结构的密封通常采用密封垫、法兰以及螺栓组成的垫片密封形式，为了便于观察可将盖改用有机玻璃。

四、固定护罩与可拆卸弧罩之间的渗漏

对这种类型的泄露通常会采用U 型槽与橡胶海绵板结合的结构。在采用这种结构和加工时，要将可拆卸护罩侧板与U 型槽焊接，然后加入橡胶海绵板，再经过加固和挤压的步骤形成密封。新型密封装置安装时，先将半式挡油环找正焊接在绞车滚筒轴总成的相应位置槽内[1]，然后将密封盒总成的半套在挡油环上，并用螺栓将密封盒总成的半紧固在一起，按位置分别将密封盒总成的找正，焊在接板及绞车架副墙板上;最后将半式斜甩油盘及甩油盘座套在滚筒轴总成上及螺栓紧固，按位置找正，焊接在滚筒轴总成上，并保证滚筒轴总成在运转时斜甩油盘与密封盒总成不发生摩擦;拆卸时，先拆除斜甩油盘与甩油盘座的紧固螺栓，取出斜甩油盘，再拆除密封盒总成2半连接的紧固螺栓，即可取出带有1＼2密封总成的接板，然后将滚筒轴总成从绞车架上取出。

石油钻机绞车的机械密封是需要重点关注的问题，绞车的部分维修归因于漏油问题，归根结底是密封的失效，而引起密封失效的主要原因体现在结构不合理或者密封件的损耗，而漏油的源头又都可以追溯到密封问题上。因此，在绞车的设计生产过程中，需要选择合理并且有效的密封结构并在长期的使用过程中，逐步改进，优化结构，创造新的结构，减少渗漏，同时便于易损件的更换。结合所论述的密封失效的原因和解决方法上，可以初步形成这样的共识，即要选择合理有效的密封结构，并不断在使用中优化这一结构。

参考文献

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[3]陈如恒，陈碧凤，杨启明.剖分式螺旋机械密封结构设计[J].机械，2019.23.

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[5]陈如恒，郑 卫，洪云霞，杨汉立.石油钻机绞车的机械密封及我国钻机发展探讨[J].石油机械，2019.23.