1.本发明属于涉及石油钻井设备技术领域，具体涉及一种三腔式旋转接头。
背景技术：
2.旋转接头又称为旋通，在管路连接器件，且相连管路可相对旋转可用于传送气，液，油等多种介质紧凑的设计结构。
3.在石油和天然气钻井过程中，一般浅井会用到水基泥浆，深井会用到油基泥浆，钻井液(钻井泥浆)是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，具有高粘性、高腐蚀性、高含油量、高污染性，处理难度大，成本高等特点。因此在固控处理中，选用适合的离心机非常重要；具体的，在高密度钻井液施工过程中，因钻井液比重较高，离心机处理时需要将大量的重晶石保留在钻井液中，原有的机械式钻井液离心机无法达到良好的分离效果；而液压式离心机由于差转速和转鼓转速为两个不同的独立系统，可以在恒扭矩输出的状态下，选择合适的差转速和转鼓转速，在保留钻井液中重晶石的同时，去除钻井液中的有害固相颗粒。特别在水平井钻井过程中，钻井液中的有害固相颗粒粒径小，钻井液粘度高，固相颗粒自由沉降速度慢，现有的离心机分离效果很差，甚至没有分离效果，而液压式离心机转速高，推料扭矩大，差转速范围广(1rpm～50rpm)，可以有效地去除钻井液中的有害细颗粒。
4.液压驱动式离心机的差速系统采用的液压马达，无论是采用中低压钢球马达液压马达，还是采用低速高压大扭矩液压圆柱马达液压马达，其往往只具有进油和回油停的两个腔室，且其轴端所采用常规骨架油封往往是低抗压能力的油封，这种骨架油封在高速旋转时轴易磨损，密封压力低，会造成轴端泄漏，并且现有的旋转接头的浮环间隙大精度差，形成浮环高压密封刚度小，易造成击穿骨架油封进而产生轴端喷油的现象，存在使用寿命短，影响使用效果的问题。目前行业中使用进口的高速高压旋通，存在价格昂贵的问题，使离心机的制造成本大大增加，降低了国内产品的竞争实力。
5.针对现有旋转接头在高速旋转和高油压使用场景下使用时，容易出现漏油现象的问题，有必要设计一种三腔式旋转接头。
技术实现要素：
6.为了解决现有液压马达用的旋转接头在使用时漏油的问题，本方案提供了一种三腔式旋转接头。
7.发明所采用的技术方案为：
8.一种三腔式旋转接头，包括壳体、旋转轴和浮环；
9.所述壳体呈圆套管状，在壳体的前端内壁和后端内壁上均设置有轴承，所述旋转轴的后端插入在壳体内并与两个轴承相连；所述浮环套设于旋转轴外并位于两个轴承之间，该旋转轴能够相对于浮环转动；
10.所述浮环的外壁设置有三个液压油外环槽，三个液压油外环槽与浮环同轴，每个
液压油外环槽的槽沿处均设置有隔离密封圈，所述隔离密封圈密封接触于壳体的内壁与浮环外壁之间；所述浮环的内壁设置有三个液压油内环槽，三个液压油内环槽对应设置于三个液压油外环槽的径向内侧，液压油内环槽与对应的液压油外环槽之间通过浮环侧壁上的径向液压油孔连通；液压油内环槽的槽沿与旋转轴的外壁之间设置有油膜间隙，所述油膜间隙的宽度为20～40um，以形成用于密封于旋转轴与浮环之间的密封油膜；
11.所述壳体的侧壁上设置有回油孔、进油孔和泄露油孔；所述回油孔、进油孔和泄露油腔对应连通三个液压油外环槽；在旋转轴内设置有进油通道和回油通道，进油通道和回油通道的一端分别位于旋转轴的端面上，以引入到液压马达内；进油通道的另一端连通与所述进油孔连通的液压油内环，回油通道的另一端连通与所述回油孔连通的液压油内环。
12.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：在壳体前端的内侧设置有骨架油封，所述骨架油封的外侧与壳体密封连接、内侧与旋转轴密封连接。
13.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：所述骨架油封的抗压压力不低于10mpa。
14.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：所述旋转轴与骨架油封密封接触的部位设置有径向凸环部，所述径向凸环部的外周面上设置有陶瓷层；所述骨架油封的内侧与陶瓷层密封接触。
15.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：在所述浮环外壁的相邻液压油外环槽之间均设置有润滑外环槽；在所述浮环内壁的相邻液压油内环槽之间均设置有润滑内环槽；所述润滑内环槽及其径向外侧的润滑外环槽之间通过径向润滑油孔连通。
16.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：在所述壳体的侧壁内设置有润滑油通道，润滑油通道平行于壳体的轴向；所述润滑油通道与壳体的内壁之间设置有润滑油分流孔；润滑外环槽通过其对应外侧的润滑油分流孔连通于润滑油通道。
17.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：在两个轴承的前侧分别设置有前润滑环腔，在两个轴承的后侧分别设置有后润滑环腔；所述前润滑环腔通过其对应外侧的润滑油分流孔连通于润滑油通道。
18.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：所述浮环的前端面上和后端面上分别设置有端面凸环，所述端面凸环上设置有径向槽；所述浮环的前端与一个轴承相抵并形成一个后润滑环腔；所述浮环的后端与另一个轴承相抵并形成一个前润滑环腔。
19.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：所述壳体的后端盖合有后盖，所述后盖的中心处设置有台阶式盲孔；所述台阶式盲孔的侧壁上设置有连通于后盖外壁的润滑油注入孔；滑油注入孔的孔壁上设置有用于连通润滑油通道的润滑油支路孔。
20.作为上述三腔式旋转接头的备选结构或补充设计：所述台阶式盲孔的孔沿凸出于后盖的前端面，凸出部分的外壁通过端盖密封圈与壳体密封连接；凸出部分的内沿通过轴后密封圈与旋转轴密封连接；旋转轴的后端伸入台阶式盲孔内且不与台阶式盲孔的孔底相抵，旋转轴的后端端面与台阶式盲孔之间形成润滑后油腔。
21.发明的有益效果为：
22.1、本方案中在浮环上增加了一个液压油外环槽和一个液压油外环槽，配合壳体上的泄露油孔形成泄漏油腔，能够使得液压油能够在压力过大时进行泄压，从而避免液压油压力过大击穿骨架油封而造成漏油的问题；增加的泄漏油腔的高压输出，密封油膜被击穿
时，可通过泄漏油腔直接输送到油箱，不会造成击穿骨架油封产生轴端喷油现象而污染环境；
23.2、本方案中的骨架油封选用抗压压力不低于10mpa的产品，能够更好的实现轴端的密封，保证好的密封效果，降低旋转接头漏油的风险；
24.3、本方案中的骨架油封处喷涂陶瓷层，喷涂陶瓷层具有光洁度及硬度高、不容易磨损等优点，能够有效延长旋转轴使用寿命；
25.4、本方案中的旋转轴与浮环之间设计20～40um的间隙，浮环与旋转轴之间的间隙小，精度高，在保持温升不升高的前提下，大大提高浮环与旋转轴之间的密封油膜的刚度，改善高泄漏的问题，密封效果好，不容易造成密封油膜被击穿的现象。
附图说明
26.为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
27.图1是本方案中三腔式旋转接头的剖面结构图；
28.图2是旋转轴的剖面结构图；
29.图3是浮环的剖面结构图；
30.图4是壳体的剖面结构图。
31.图中：1-旋转轴；11-回油通道；12-进油通道；13-径向凸环部；14-陶瓷涂层；15-法兰部；16-轴向凸部；17-对接密封圈；2-骨架油封；3-前轴承；4-壳体；41-回油孔；42-进油孔；43-泄露油孔；44-润滑油通道；45-润滑油分流孔；5-后轴承；6-后盖；61-润滑油注入孔；62-润滑后油腔；63-润滑油支路孔；7-隔离密封圈；8-浮环；81-液压油外环槽；82-润滑外环槽；83-液压油内环槽；84-润滑内环槽；85-轴安装孔；86-端面凸环；87-径向液压油孔；88-径向润滑油孔；9-端盖密封圈。
具体实施方式
32.下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
33.实施例1
34.如图1至图4所示，本实施例设计了一种三腔式旋转接头，包括壳体4、旋转轴1、浮环8和后盖6等结构。
35.其中，所述壳体4呈圆套管状，在所述壳体4的侧壁内设置有润滑油通道44，润滑油通道44平行于壳体4的轴向；所述润滑油通道44与壳体4的内壁之间设置有润滑油分流孔45。所述壳体4的侧壁上设置有回油孔41、进油孔42和泄露油孔43。
36.浮环8呈圆管套状，浮环8的外壁设置有液压回油外环槽、液压进油外环槽和液压泄油外环槽等三个液压油外环槽81，三个液压油外环槽81与浮环8同轴，且液压回油油外环槽、液压进油外环槽和液压泄油外环槽等从左至右依次设置，每个液压油外环槽81的槽沿处均设置有隔离密封圈7，所述隔离密封圈7密封接触于壳体4的内壁与浮环8外壁之间。
37.所述浮环8的内壁设置有三个液压油内环槽83，分别为液压回油内环槽、液压回油
内环槽和液压泄油内环槽，三个液压油内环槽83对应设置于三个液压油外环槽81的径向内侧，即是：液压回油外环槽对应设置于液压回油内环槽的径向外侧，液压进油外环槽对应设置于液压进油内环槽的径向外侧，液压泄油外环槽对应设置于液压泄油内环槽的径向外侧，每个液压油内环槽83与对应的液压油外环槽81之间通过浮环8侧壁上的径向液压油孔87连通；液压油内环槽83的槽沿与旋转轴1的外壁之间设置有油膜间隙，所述油膜间隙的宽度为20～40um，以形成用于密封于旋转轴1与浮环8之间的密封油膜。液压回油外环槽、液压进油外环槽和液压泄油外环槽等三个液压油外环槽81的位置与壳体4上的回油孔41、进油孔42和泄露油腔对应，回油孔41、进油孔42和泄露油腔也对应连通三个液压油外环槽81。
38.旋转轴1内设置有进油通道12和回油通道11，进油通道12和回油通道11的一端分别位于旋转轴1的端面上，以引入到液压马达内；进油通道12的另一端连通与所述进油孔42连通的液压油内环，回油通道11的另一端连通与所述回油孔41连通的液压油内环。所述旋转轴1与骨架油封2密封接触的部位设置有径向凸环部13，所述径向凸环部13的外周面上设置有陶瓷层；所述骨架油封2的内侧与陶瓷层密封接触；骨架油封2配合陶瓷层实现转动，由于陶瓷层具有光洁度及硬度高、不容易磨损等优点，能够有效延长骨架油封2的磨损周期，提高旋转轴1使用寿命。
39.后盖6盖合于所述壳体4的后端，所述后盖6的中心处设置有台阶式盲孔；所述台阶式盲孔的侧壁上设置有连通于后盖6外壁的润滑油注入孔61；滑油注入孔的孔壁上设置有用于连通润滑油通道44的润滑油支路孔63。
40.在壳体4的前端内壁和后端内壁上均设置有轴承，所述旋转轴1的后端插入在壳体4内并与两个轴承相连；所述浮环8套设于旋转轴1外并位于两个轴承之间，该旋转轴1能够相对于浮环8转动；在壳体4前端的内侧设置有骨架油封2，所述骨架油封2的外侧与壳体4密封连接、内侧与旋转轴1密封连接。所述骨架油封2的抗压压力不低于10mpa，从而能够更好的实现轴端的密封，保证好的密封效果，降低旋转接头漏油的风险。
41.本实施例在使用时，浮环8上增加了液压泄油外环槽和液压泄油外环槽，配合壳体4上的泄露油孔43形成泄漏油腔，能够使得液压油能够在压力过大时进行泄压，从而避免液压油压力过大击穿骨架油封2而造成漏油的问题；增加的泄漏油腔的高压输出，一旦密封油膜被击穿，可通过泄漏油腔直接输送到油箱，不会造成击穿骨架油封2产生轴端喷油现象而污染环境；旋转轴1与浮环8之间设计20～40um的间隙，浮环8与旋转轴1之间的间隙小，精度高，在保持温升不升高的前提下，大大提高浮环8与旋转轴1之间的密封油膜的刚度，改善液压油泄漏的问题，密封效果好，不容易造成密封油膜被击穿的现象。
42.本实施例中的旋转接头在使用时：
43.旋转轴1能够在壳体4和浮环8中心处相对转动，在此过程中，液压油从进油孔42注入后，进入到液压进油外环槽中，同时由于隔离密封圈7的阻隔，能够避免液压油泄露到液压进油外环槽左右两侧的润滑外环槽82内；液压进油外环槽的液压油通过对应的径向液压油孔87进入到液压进油内环槽中，其中一小部分的液压油渗透到液压进油外环槽槽沿与旋转轴1之间的油膜间隙处，并形成密封油膜，该密封油膜能够阻挡液压油渗入液压进油内环槽左右两侧的润滑外环槽82内；而大部分的液压油进入进油通道12中，并经该进油通道12送入到液压马达上。
44.从液压马达返流的液压油将会通过回油通道11流入到液压回油内环槽中，其中一
小部分的液压油渗透到液压回油外环槽槽沿与旋转轴1之间的油膜间隙处，并形成密封油膜，该密封油膜能够阻挡液压油渗入液压回油内环槽左右两侧的润滑外环槽82内；而大部分的液压油进入通过对应的径向液压油孔87流出到液压回油外环槽中，并经该液压回油外环槽送会到液压油的油箱中。
45.以上过程中，当进油孔42处的液压油压力宝增时，液压油将会击穿液压泄油内环槽、液压进油内环槽和旋转轴1三者之间的密封油膜，并进入到液压泄油内环槽中，然后通过对应的径向液压油孔87和液压泄油外环槽，从泄露油孔43送回到油箱中，从而避免骨架油封2被击穿而造成漏油的问题。
46.实施例2
47.如图1至图4所示，在实施例1的结构基础上，所述三腔式旋转接头还设计有润滑通道系统，具体的：在所述浮环8外壁的相邻液压油外环槽81之间均设置有润滑外环槽82；在所述浮环8内壁的相邻液压油内环槽83之间均设置有润滑内环槽84；所述润滑内环槽84及其径向外侧的润滑外环槽82之间通过径向润滑油孔88连通；润滑外环槽82通过其对应外侧的润滑油分流孔45连通于润滑油通道44。
48.在两个轴承的前侧分别设置有前润滑环腔，在两个轴承的后侧分别设置有后润滑环腔；所述前润滑环腔通过其对应外侧的润滑油分流孔45连通于润滑油通道44。
49.所述浮环8的前端面上和后端面上分别设置有端面凸环86，所述端面凸环86上设置有径向槽；所述浮环8的前端与一个轴承相抵并形成一个后润滑环腔；所述浮环8的后端与另一个轴承相抵并形成一个前润滑环腔。
50.所述台阶式盲孔的孔沿凸出于后盖6的前端面，凸出部分的外壁通过端盖密封圈9与壳体4密封连接；凸出部分的内沿通过轴后密封圈与旋转轴1密封连接；旋转轴1的后端伸入台阶式盲孔内且不与台阶式盲孔的孔底相抵，旋转轴1的后端端面与台阶式盲孔之间形成润滑后油腔62。
51.本实施例中的润滑通道系统在使用时：润滑油能够通过润滑油注入孔61进入到润滑油通道44和润滑后油腔62中，润滑油通道44中的润滑油通过润滑油分流孔45，能够分别流入到润滑外环槽82和两个轴承的前润滑环腔中，而前润滑环腔的润滑油能够渗过轴承后进入到轴承的后润滑环腔内；而润滑外环槽82中的润滑油能够通过径向润滑油孔88进入到润滑内环槽84中对浮环8与旋转轴1的相对转动进行润滑。旋转轴1后端轴承处的后润滑环腔连通于润滑后油腔62，从而能够利用润滑后油腔62进行润滑油储存。
52.上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。