牙轮钻头用齿形密封结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108533178A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810292445.X(22)申请日2018.04.03(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人韩传军胡洋张杰(51)Int.Cl.E21B10/25(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称牙轮钻头用齿形密封结构(57)摘要本发明涉及一种牙轮钻头用齿形密封结构，是一种具有耐高温、耐磨损和抗振动性能的旋转动密封。其技术方案：动密封环所处的牙轮内孔的外端部位与牙掌轴承的根部构成密封腔，将动密封环、静密封环、V型挡圈、O型橡胶密封圈和支撑环组成的单金属密封装置放入密封空腔内；动密封环与牙轮内孔过盈配合，动密封环的另一端与牙轮内孔台肩接触，动密封环随牙轮一起转动；动密封环、静密封环的端面相配合，构成相对转动的密封面；O型橡胶密封圈与V型挡圈被静密封环压缩于支撑环内。CN108533178ACN108533178A权利要求书1/1页1.牙轮钻头用齿形密封结构，包括动密封环(2)、静密封环(10)、V型挡圈(9)、O型橡胶密封圈(8)、支撑环(12)和牙掌轴承(1)，其特征是：动密封环(2)所处的牙轮(3)内孔外端部位与牙掌轴承(1)的根部构成密封腔，由动密封环(2)、静密封环(10)、V型挡圈(9)、O型橡胶密封圈(8)和支撑环(12)组成的齿形滑环单金属密封结构(6)放入密封空腔内，动密封环(2)与牙轮(3)内孔过盈配合，动密封环(2)的另一端与牙轮(3)内孔台肩接触，动密封环(2)随牙轮(3)一起转动，动密封环(2)、静密封环(10)的端面相配合，构成相对转动的密封面，O型橡胶密封圈(8)与V型挡圈(9)被静密封环(10)压缩于支撑环(12)内，本发明改进了单金属密封的结构，增加密封的可靠性、提高密封的耐磨性能和使用寿命。2.根据权利要求1所述的牙轮钻头用齿形密封结构，其特征是：所述的牙掌轴承(1)和静密封环(10)的内锥面之间装有V型挡圈(9)和O型橡胶密封圈(8)，O型橡胶密封圈(8)与静密封环(10)之间形成静密封面，支撑环(12)由改性的聚四氟乙烯制成。3.根据权利要求1所述的牙轮钻头用齿形密封结构，其特征是：所述静密封环(10)下端面(11)为外圆弧型，动密封环(2)与静密封环(10)由高速钢、不锈钢、硬质合金等材料制成，在动密封环(2)与静密封环(10)的端面上有石墨类耐高温润滑涂料。2CN108533178A说明书1/2页牙轮钻头用齿形密封结构技术领域[0001]本发明涉及一种牙轮钻头用齿形密封结构，广泛应用于石油、矿山、航空等众多领域中动力工具的旋转动密封。背景技术[0002]单金属密封结构是一种具有耐高温、耐磨损和抗振动性能的旋转动密封，广泛应用于石油、矿山、航空等众多领域，其作用是防止密封腔内高压润滑油泄漏，阻止来自钻井外部的泥浆。现目前使用的单金属密封结构由一个O型橡胶圈、动密封环、顶部平滑的静密封环、支撑橡胶环和牙掌轴承组成。单金属密封结构不仅会受到O型橡胶圈、支撑橡胶环的弹性力，还会受到内侧润滑油与外侧钻井泥浆的压力载荷，密封环会产生一定的力变形，同时，单金属密封在工作时，密封端面处于压紧贴合状态，动静环之间相对转动，在力载荷作用下，引起密封端面产生热变形，导致密封端面泄漏量变化，使得密封失效[0003]针对现有单金属密封结构易发生密封失效的问题，设计一种密封性能更可靠、耐磨性更优越、使用寿命更长的复合单金属密封结构具有现实意义和广泛前景。发明内容[0004]本发明的目的是：为克服现有单金属密封装置在井下恶劣工况中易发生密封失效的问题，设计了一种密封性能更可靠、耐磨性更优越、使用寿命更长的齿形滑环单金属密封结构。[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：牙轮钻头用齿形密封结构，包括动密封环、静密封环、V型挡圈、O型橡胶密封圈、支撑环和牙掌轴承，其特征是：动密封环所处的牙轮内孔外端部位与牙掌轴承的根部构成密封腔，由动密封环、静密封环、V型挡圈、O型橡胶密封圈和支撑环组成的齿形滑环单金属密封结构放入密封空腔内，动密封环与牙轮内孔过盈配合，动密封环的另一端与牙轮内孔台肩接触，动密封环随牙轮一起转动，动密封环、静密封环的端面相配合，构成相对转动的密封面，O型橡胶密封圈与V型挡圈被静密封环压缩于支撑环内，本发明改进了单金属密封的结构，增加了密封的可靠性、提高了密封的耐磨性能和使用寿命。[0006]所述的牙掌轴承和静密封环的内锥面之间装有V型挡圈和O型橡胶密封圈，O型橡胶密封圈与静密封环之间形成静密封面，支撑环由改性的聚四氟乙烯制成。[0007]所述静密封环下端面为外圆弧型，动密封环