機械密封目前已經(jīng)廣泛應用于化工、船舶、航天和鉆井等領域，鉆井過程中經(jīng)常由于井下密封件的失效導致起鉆作業(yè)，造成極大的經(jīng)濟損失;在上千米的深井環(huán)境中，密封要承受幾十兆帕的壓力，常規(guī)的機械密封機構是不可能正常工作的，通常都是在機械密封的另一側充入稍高于鉆井液壓力的潤滑油來平衡密封兩側的壓差，借助平衡活塞環(huán)機構保證潤滑油的壓力始終高于鉆井液壓力。由于井下的工況非常惡劣，單級動密封的工作壽命十分有限，動密封的失效會導致井下工具很快報廢，如何能夠?qū)崿F(xiàn)多級密封的自動啟停工作對這一問題的解決有重要的意義。

TOKIMEC東京計器閥DG4V-3-0C-M-P2-V-7-54，TOKYO KEIKI生產(chǎn)低噪音SQP系列葉片泵，可變速低速大扭矩MHT液壓馬達，高性能PV、PH系列TOKYO KEIKI（原TOKIMEC東機美）變量柱塞泵，及全系列的TOKYO KEIKI（原TOKIMEC東機美）液壓閥。產(chǎn)品廣泛應用于注塑機、壓鑄機、機床等工業(yè)領域。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有井下動密封技術的不足，對現(xiàn)有的動密封結構進行改進。本發(fā)明的技術方案是:本發(fā)明一種多級雙側充壓自動啟停機械密封裝置，主要由一級組合密封系統(tǒng)、二級組合密封系統(tǒng)和三級機械密封組成。本發(fā)明以鉆進過程中鉆井液較大的壓力變化作為每級密封啟停的信號源，當鉆井作業(yè)達到一定深度時，一級組合密封系統(tǒng)中的動密封組件自動脫開失效，同時壓緊二級機械密封的接觸面，二級組合密封系統(tǒng)自動開始工作;隨著鉆井深度的進一步增加，二級組合密封系統(tǒng)中的動密封組件自動脫開失效，同時壓緊三級機械密封的接觸面，則三級機械密封會自動開始工作，從而可以長時間的保護殼體內(nèi)部的電子儀器設備，避免單級動密封失效就需要起鉆更換密封件的問題，極大的提高了鉆井作業(yè)效率。

TOKIMEC(東京計器)  DG4V-3-0AL-M-U1-T-7-54
TOKIMEC(東京計器)  DG4V-3-0AL-M-U1-V-7-54
TOKIMEC(東京計器)  DG4V-3-0A-M-U1-V-7-54
TOKIMEC(東京計器)  DG4V-3-0BL-M-U1-T-7-54
TOKIMEC(東京計器)  DG4V-3-0BL-M-U1-V-7-54

所述一級組合密封系統(tǒng)主要由一級動環(huán)、一級靜環(huán)、一級導桿、一級平衡缸構成，其中一級靜環(huán)固定在殼體上，一級動環(huán)和一級導桿固定在一起，一級平衡缸固定在主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動;在一級彈簧較大的壓力？:作用下，一級動環(huán)壓緊一級靜環(huán)形成接觸式一級密封面，從而隔開一級油腔內(nèi)的潤滑油和外部鉆井液；
所述二級動組合密封系統(tǒng)主要由二級動環(huán)、二級靜環(huán)、二級導桿、二級平衡缸構成，其中二級靜環(huán)固定在殼體上，二級動環(huán)和二級導桿固定在一起，二級平衡缸固定在主軸上，隨主軸一起轉(zhuǎn)動，在二級彈簧較小的壓力P2作用下，二級動環(huán)壓緊二級靜環(huán)形成非接觸式二級密封面；
所述三級機械密封主要由三級動環(huán)和三級靜環(huán)構成，三級靜環(huán)固定在殼體上，三級動環(huán)、三級彈簧和固定座隨主軸一起轉(zhuǎn)動;在三級彈簧較小的壓力P3作用下，三級動環(huán)壓緊三級靜環(huán)形成非接觸式三級密封面。
初始狀態(tài)下，通過調(diào)整一級彈簧、二級彈簧、三級彈簧的壓縮量，可以滿足朽>內(nèi)>P3，進而可保證一級密封面為接觸式密封，二級密封面和三級密封面為非接觸式密封，則二級密封面和三級密封面可以為內(nèi)部潤滑油提供通道，從而把一級油腔、二級油腔和三級油腔連通;此時隨著主軸的旋轉(zhuǎn)，一級密封面開始工作并會逐漸產(chǎn)生微量磨損，而非接觸式二級密封面和三級密封面由于沒有緊密貼合，所以二級密封面和三級密封面沒有工作，僅僅提供潤滑油的通道；
隨著鉆井深度的增加，鉆井液壓力會引起一級油腔、二級油腔和三級油腔內(nèi)潤滑油壓力的增大，一級活塞環(huán)將受到一級活塞彈簧和潤滑油壓力的綜合作用，由于一級活塞環(huán)和一級導桿是一體的，所以一級活塞環(huán)將把該綜合作用力傳遞到一級導桿上；當一級導桿上的綜合作用力大于一級彈簧的推力時，一級導桿會帶動一級動環(huán)向下移動，一級動環(huán)和一級靜環(huán)形成的一級密封面分離，一級密封面失效，鉆井液會通過一級密封面進入一級油腔；同時由于一級導桿和二級靜環(huán)固定在一起，所以會使二級靜環(huán)沿著殼體移動，進而壓緊二級動環(huán)，則二級靜環(huán)和二級動環(huán)形成接觸式密封，二級密封面開始工作，可以防止二級油腔內(nèi)的潤滑油向一級油腔的鉆井液中泄漏；
隨著鉆井深度的進一步增加，二級油腔和三級油腔內(nèi)潤滑油在壓力平衡作用下隨著增加，二級活塞環(huán)將受到二級活塞彈簧和潤滑油壓力的綜合作用，由于二級活塞環(huán)和二級導桿是一體的，所以二級活塞環(huán)將把該綜合作用力傳遞到二級導桿上；當二級導桿上的綜合作用力大于二級彈簧的推力時，二級導桿會帶動二級動環(huán)向下移動，二級動環(huán)和二級靜環(huán)形成的二級密封面分離，二級密封面失效，外部鉆井液會通過二級密封面進入二級油腔內(nèi)，同時由于二級導桿和三級靜環(huán)固定在一起，所以會使三級靜環(huán)沿著殼體移動，進而壓緊三級動環(huán)，在三級彈簧和固定座的限制下，三級靜環(huán)和三級動環(huán)形成接觸式密封，三級密封面開始工作，可以防止三級油腔內(nèi)的潤滑油向二級油腔的鉆井液中泄漏，從而達到長時間保護殼體內(nèi)部電子儀器的目的。
本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點如下:1.常規(guī)的多級動密封都是非接觸式密封，泄漏量非常大，本發(fā)明可以在工作過程中逐步實現(xiàn)接觸式密封，減小密封泄漏量，這對深井鉆井過程不能補充潤滑油是非常重要的；2.本發(fā)明結合鉆井過程中壓力的變化，以鉆井深度和鉆井液壓力作為啟動信號，實現(xiàn)動密封的自動啟停;3.本發(fā)明可以避免由于密封失效帶來的起鉆問題，極大地提高了油田現(xiàn)場的作業(yè)效率，降低了經(jīng)濟成本。
本發(fā)明一種雙側充壓多級自動啟停機械密封裝置，主要由一級組合密封系統(tǒng)、二級組合密封系統(tǒng)和三級機械密封組成。本發(fā)明以鉆進過程中鉆井液的壓力變化作為每級密封啟停的信號源，當鉆井作業(yè)達到一定深度時，一級組合密封系統(tǒng)中的一級密封面2自動脫開失效，同時壓緊二級組合密封系統(tǒng)中的二級密封面9，二級組合密封系統(tǒng)自動開始工作；隨著鉆井深度的進一步增加，二級組合密封系統(tǒng)中的二級密封面9自動脫開失效，同時壓緊三級機械密封的三級密封面15，則三TOKIMEC東京計器閥DG4V-3-0C-M-P2-V-7-54，TOKYO KEIKI生產(chǎn)低噪音SQP系列葉片泵，可變速低速大扭矩MHT液壓馬達，高性能PV、PH系列TOKYO KEIKI（原TOKIMEC東機美）變量柱塞泵，及全系列的TOKYO KEIKI（原TOKIMEC東機美）液壓閥。產(chǎn)品廣泛應用于注塑機、壓鑄機、機床等工業(yè)領域。