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(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CN106989915A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710398937.2(22)申请日2017.05.31(71)申请人西南石油大学地址610000四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人周已黄毓兴郑悦明肖扬彭松唐毅王林(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人王加贵(51)Int.Cl.G01M13/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置(57)摘要本发明公开了一种垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,包括上固定板、液体筒、牙轮、螺旋轴套、轴和下固定板,螺旋轴套与牙轮螺纹连接,牙轮和螺旋轴套均套装于轴的外径上,螺旋轴套的内表面上设置密封螺纹,密封螺纹与轴之间存在间隙,牙轮与轴之间形成密封的第一空腔,轴上设置第一通孔,第一通孔与第一空腔相连通,牙轮、螺旋轴套、和轴均设置于液体筒的内部,上固定板、下固定板分别与液体筒的上下两端连接形成第二空腔,第二空腔与第一空腔相连通。本发明的试验装置,模拟牙轮钻头轴承螺旋密封结构,牙轮带动螺旋轴套旋转,通过测量含砂介质排出时间测试螺旋密封的排砂性能,为螺旋密封产品顺利生产应用提供了保障。CN106989915ACN106989915A权利要求书1/1页1.一种垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:包括上固定板、液体筒、牙轮、螺旋轴套、轴和下固定板,所述螺旋轴套与所述牙轮螺纹连接,所述牙轮和所述螺旋轴套均套装于所述轴上,所述螺旋轴套的内表面上设置密封螺纹,所述密封螺纹与所述轴之间存在间隙,所述牙轮与所述轴之间形成密封的第一空腔,所述轴上设置第一通孔,所述第一通孔与所述第一空腔相连通,所述牙轮、所述螺旋轴套、和所述轴均设置于所述液体筒的内部,所述上固定板、所述下固定板分别与所述液体筒的上下两端连接形成第二空腔,所述第二空腔与所述第一空腔相连通。2.根据权利要求1所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:所述轴上还设置第二通孔、第三通孔,所述第二通孔和所述第三通孔均与所述第二空腔相连通,所述第二通孔与所述第三通孔通过管路相连通。3.根据权利要求2所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:所述第一通孔与所述轴同轴设置,所述第二通孔与所述第三通孔相对于所述轴的轴线对称布置。4.根据权利要求2所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:还包括液体容器,所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均与所述液体容器通过管路相连通。5.根据权利要求1所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:还包括收集容器,所述收集容器通过管路与所述第二空腔相连通,所述第一通孔还通过管路与外界相连通,所述第一通孔与外界连通的管路上设置阀门。6.根据权利要求1所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:还包括电机和支架,所述电机通过联轴器与所述牙轮相连,所述电机和所述下固定板均固定于所述支架上。7.根据权利要求6所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:还包括底板,所述支架固定于所述底板上。8.根据权利要求7所述的垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置,其特征在于:所述牙轮的轴线垂直于所述底板所在的平面。2CN106989915A说明书1/5页一种垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置技术领域[0001]本发明涉及牙轮钻头领域,特别是涉及一种垂直式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置。背景技术[0002]牙轮钻头是钻井工程中最主要的破岩工具,在井底破岩中起着主导作用,其工作性能的好坏直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本,牙轮钻头的使用寿命几乎直接取决于钻头轴承的寿命,而轴承的寿命在很大程度上又依赖密封的寿命。牙轮钻头目前的发展趋势是实现高速化,随着钻头转速的不断提高,在恶劣环境下工作的普通轴承密封这一环节的薄弱性将显得越来越突出。因此,在研究钻头的同时,决不可忽视对轴承寿命的研究和改进。轴承密封是高速牙轮钻头最薄弱的环节,也是易损部件,是决定高速牙轮钻头寿命的最关键因素。据现场数据统计分析表明,因轴承先期损坏导致失效的钻头占失效钻头总数的80%,因密封先期失效而严重磨损的轴承占失效轴承总数的30%。牙轮钻头的轴承密封问题已经成为严重影响高速牙轮钻头钻井效率及钻井成本的技术瓶颈,是目前石油钻采工程中亟待解决的问题。[0003]实践表明,目前常规牙轮钻头轴承密封性能不能很好的满足使用要求,特别是在较高转速钻进的时候,其密封使用寿命更低,密封的耐久性能较差,密封的磨损、老化较严重。牙轮钻头密封的工况是十分恶劣的,包括高温、高磨砺性介质、高载荷,并