张 乾，宋 文，罗明望，耿 滕，滕俊男，杨 志，黄利超

（中国石油渤海钻探工程公司井下技术服务分公司，天津 300283）

连续油管滚筒旋转密封总成（以下简称“旋转密封总成”）是将滚筒内、外部管汇连接，且又满足滚筒旋转功能的关键装置。在连续油管作业过程中，泵注流体必须经过旋转密封总成才能进入连续油管作用于目的井段。由于工作液中含有杂质、且具有一定的腐蚀性，作业过程中易造成旋转密封总成刺漏污染环境，降低施工效率。

以维护保养旋转密封总成为例，常规修理方式是从滚筒轴承中将旋转密封拔出，其次用顶丝将旋转密封总成中的轴承顶出，对内部空间进行清理，更换密封填料及垫片等。但是，旋转密封总成与滚筒轴承内部易发生锈蚀，导致旋转密封总成很难从滚筒轴承套中拔出。如果对其进行维护保养，需要先将滚筒从现场托运回基地，将滚筒上缠绕的连续油管倒到备用滚筒上，消除作用在旋转密封总成上的负荷，避免拆卸过程中发生机械伤人事故；其次，将滚筒上旋转密封总成对应一侧的液压马达拆下，以及连接在旋转密封总成上的滚筒内、外部管汇拆除，用吊车吊住旋转密封总成，作业人员配合保持旋转密封总成平衡，用长铁棍从液压马达另一侧捅入至旋转密封总成，敲击铁棍裸露端，将旋转密封总成缓慢捅出，脱离滚筒体，对其进行维护保养。

1 设计思路

由于旋转密封总成（如图1所示）为金属材质、体积大、结构复杂，且旋转密封总成内、外部由管汇（如图2所示）连接，在常规的拆装维护保养过程中，依靠人力配合吊车很难保证旋转密封总成平稳拔出。常规维护保养旋转密封总成不仅耗费大量人力、物力、财力，且存在较大安全隐患。因此，本文设计出一种结构简单、安装方便、便于操作的旋转密封总成拆装工具，提高工作效率，降低作业安全风险。

图1 旋转密封总成及轴承套

图2 旋转密封总成一侧

1.1 “平衡移动”原理

旋转密封总成与滚筒体之间的装配间隙非常小，由于锈蚀、拔出力不平衡等原因，在将其拔出的过程中，容易发生偏磨而导致其卡死，需要将其敲击回位，建立平衡，再次拉拔，直至将其从滚筒体轴承套内拉出。旋转密封总成无法顺利拔出的主要原因是其在拔出过程中发生了失去了平衡，运用“平衡移动”原理，设计了一个大套筒（以下称“外套筒”，如图3所示），外套筒底部端面与滚筒体紧密贴合，保证旋转密封总成平直引出不偏磨，并将其收纳至外套筒内。

图3 外套筒

1.2 “作用力与反作用力”原理

外套筒可以保证旋转密封接头总成从滚筒体中拔出过程中保持平衡，在操作过程中不发生外套筒滑动。如果要将其拔出，还需要设计一个拉拔装置，借助外套筒提供一个反向作用力，实现将旋转密封总成拉出或压入滚筒体轴承套。根据“作用力与反作用力”原理，在外套筒内部设计一个内套筒（以下称“锁套”），利用原有的顶丝螺栓孔将锁套固定在旋转密封接头总成上，再通过旋转设计的连接丝杠提供一个反向作用力，实现将旋转密封总成从滚筒体轴承套中拔出或挤入。锁套与连接丝杠如图4所示。

图4 锁套与连接丝杠

根据上述设计思路，将外套筒、锁套、连接丝杠和扳手等进行组合，形成了旋转密封总成专用拆装工具，如图5所示。

图5 旋转密封总成拆装工具

2 实施方法

根据设计思路，设计出如图5所示旋转密封接头总成专用拆装工具（以下简称“拆装工具”），主要包括外套筒、锁套、连接丝杠和扳手四大部分，将拆装工具安装至滚筒体上，通过旋转扳手调整大螺母在连接丝杠上的行程，便可实现对旋转密封总成拆卸与安装。

2.1 拆装工具安装

借助滚筒体上的四个顶丝孔，用小螺栓与顶丝孔连接，将锁套连同连接丝杠一起与滚筒体固定为一体，再将外套筒通过连接丝杠安装至滚筒体上，旋入大螺母，直至外套筒底部端面与滚筒体完全贴合，再将大螺母旋入连接丝杠，便完成了对专用拆装工具的安装。

2.2 旋转密封总成拆卸与安装

将拆装工具安装固定好后，将大螺母旋入至外套筒底部端面与滚筒体完全贴合，用扳手旋转连接丝杠上的大螺母，大螺母沿连接丝杠旋入或旋出，实现对旋转密封总成的拔出或挤入。

旋转密封总成拆下后，借助导链将其缓慢下放至地面，取下扳手，将大螺母从连接丝杠上旋出，取下大套筒；再将锁套上的四个固定螺栓卸松取下，将锁套连同连接丝杠一同取下，便完成了对旋转密封总成的拆卸。接下来便可对旋转密封总成进行维护保养。旋转密封总成维护保养完成后，按照2.1组装顺序将专用拆装工具组装完成，将连接丝杠调至旋转密封总成收纳进大套筒内，借助导链将组装后的旋转密封总成升至滚筒体轴承套处，即实现对旋转密封总成的组装。

3 拆装工具的应用

某井连续油管施工过程中，旋转密封总成失效，漏失严重，被迫停止作业。现场施工人员利用新研制的专用拆装工具对旋转密封总成进行拆装修理工作，整个修理过程仅3名作业人员，用时3h，就完成了对旋转密封总成拆卸、维护保养和组装工作，恢复正常施工。如图6所示为现场作业人员采用专用拆装工具拆装旋转密封总成。

图6 旋转密封总成拆装工具

通过对公司现有9 套连续油管作业设备在各市场的施工情况统计，旋转密封总成拆装工具已在所有作业设备进行配备应用，现场应用情况见表1。该拆装工具应用后，无需将连续油管滚筒托运回基地将滚筒上缠绕的连续油管倒掉再维护保养，消除了吊装作业和道路运输过程中存在的安全风险；同时无需将滚筒上缠绕的连续油管倒到备用滚筒上，大幅缩短了维护保养周期，减少了施工现场等停。

表1 现场应用情况

现场应用表明，常规方法维护保养旋转密封总成作业时间长，且由于需要吊装和运输等作业，需要参与作业的人员多，同时产生了较高的作业费用；采用专用拆装工具对旋转密封总成进行维护保养作业，作业时间大幅缩短，作业效率提高约22倍，减少了施工现场的等停时间，且不会造成作业成本的增加，维护保养作业实现省时、省力、省钱，而且更加安全、高效。

4 结论

（1）通过调整设计的专用拆装工具的外形尺寸参数，就可以实现对不同型号滚筒旋转密封总成的拆装。

（2）设计的专用拆装工具结构简单、安装方便、便于操作，可在现场直接进行拆装修理，极大提高了工作效率，降低了拆装过程中存在的安全风险。

（3）建议采用设计的专用拆装工具定期对旋转密封总成进行维护保养，及时更换旋转密封总成内损坏的密封元件，修复偏磨的轴承套，调整装配间隙，消除作业过程中旋转密封总成失效带来的安全环保隐患，减少施工等停。