牙轮钻头双弹片密封装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103195368A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103195368103195368A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310131058.5(22)申请日2013.04.16(71)申请人上海神开石油化工装备股份有限公司地址201114上海市闵行区浦星公路1769号申请人江西飞龙钻头制造有限公司(72)发明人幸发芬彭光华涂小芳程华卫(74)专利代理机构上海信好专利代理事务所(普通合伙)31249代理人张妍(51)Int.Cl.E21B10/25(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图4页附图4页(54)发明名称牙轮钻头双弹片密封装置(57)摘要一种牙轮钻头双弹片密封装置，包含牙掌轴承、牙轮、密封组件和密封槽，密封槽设置在牙轮的孔口与牙掌轴承的根部之间，密封组件设置在密封槽内，密封组件包含金属弹性垫环、金属排屑环，以及设置在所述金属弹性垫环和金属排屑环之间的密封圈组合件。本发明的密封组件能有效地阻止钻井的岩屑进入轴承内腔，在高钻压、高转速的工况下能保持良好的稳定性能，使牙轮钻头的密封组件有效使用寿命大幅度提高，密封组件中的阻屑密封圈为矩形橡胶或带夹布的橡胶材料，在金属排屑环的作用下，使阻屑密封圈具备不一样的阻力状态，在不同的压力状况，金属弹性垫环和轴承内密封圈能保持牙轮钻头轴承内腔压力与外部平衡，同时又不会因磨擦过大而产生额外的热量。CN103195368ACN1039568ACN103195368A权利要求书1/1页1.一种牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，该密封装置包含牙掌轴承（1）、牙轮（2）、密封组件（3）和密封槽（4），所述密封槽（4）设置在牙轮（2）的孔口与牙掌轴承（1）的根部之间，密封组件（3）设置在密封槽（4）内；所述密封组件（3）包含金属弹性垫环（5）、金属排屑环（8），以及设置在所述金属弹性垫环（5）和金属排屑环（8）之间的密封圈组合件。2.如权利要求1所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的密封圈组合件包含设置在所述密封槽（4）的凹槽内的轴承内密封圈（6）和阻屑外密封圈（7）；所述的轴承内密封圈（6）位于所述金属弹性垫环（5）的下侧；所述的阻屑外密封圈（7）位于所述金属排屑环（8）的上侧。3.如权利要求2所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的轴承内密封圈（6）采用矩型橡胶材料。4.如权利要求2所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的阻屑外密封圈（7）采用矩型橡胶或改性聚四氟乙烯材料。5.如权利要求2所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的阻屑外密封圈（7a）采用带夹布的橡胶材料。6.如权利要求1所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的密封圈组合件包含设置在所述密封槽（4）的凹槽内的密封圈（9），该密封圈（9）位于所述金属弹性垫环（5）和金属排屑环（8）之间。7.如权利要求6所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述的密封圈（9）采用矩型橡胶或改性聚四氟乙烯材料。8.如权利要求1或2或6所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述金属弹性垫环（5）和金属排屑环（8）采用不锈钢材料。9.如权利要求8所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述金属弹性垫环（5）形状为U型圆盘式弹簧或V型圆盘式弹簧。10.如权利要求8所述的牙轮钻头双弹片密封装置，其特征在于，所述金属排屑环（8）在与密封槽接触的一面设置有肋状突起（801），该肋状突起（801）与金属排屑环（8）的圆周径向成一个夹角，角度为0o～85o。2CN103195368A说明书1/3页牙轮钻头双弹片密封装置技术领域[0001]本发明涉及一种牙轮钻头双弹片密封装置，适用于石油、地质、工程用的密封型牙轮钻头。背景技术[0002]牙轮钻头的寿命主要取决于轴承。而轴承的寿命则主要取决于密封性能是否良好。密封结构的功能之一是防止轴承内的润滑脂泄漏，二是阻止钻头外部具有腐蚀性和研磨性的泥浆侵入轴承。如果密封结构一旦失效，轴承就会很快地被磨损，从而导致钻头失效。[0003]现有技术中，牙轮钻头采用的密封结构主要有两种形式：橡胶密封结构和机械密封结构。[0004]如，专利US5524718和US5655611中所公开的牙轮钻头轴承密封结构，采用的是一个O形橡胶密封圈，而专利US3765495和US4037673中则采用的是一个矩形橡胶密封圈。这种橡胶密封结构的优点是制造简单，但缺点是密封结构寿命短，与牙轮钻头的其它构件的使用寿命不匹配。[0005]另外一种密封形式是机械密封结构。如专利US4516641、US4666001和US4923020中所公开的牙轮钻头轴承密封结构，采用的是由两个橡