牙轮钻头弹簧蓄能轴承双密封圈.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102720433A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102720433A(43)申请公布日2012.10.10(21)申请号201210093148.5(22)申请日2012.04.01(71)申请人幸发芬地址336000江西省宜春市袁州区环城南路518号(72)发明人幸发芬(51)Int.Cl.E21B10/25(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图66页(54)发明名称牙轮钻头弹簧蓄能轴承双密封圈(57)摘要本发明属牙轮钻头轴承密封技术领域。主要由牙掌轴承、牙轮内孔、两个弹性密封圈、一个密封槽组成。其特征是：两个弹性密封圈背靠背装在密封槽内。密封圈是由弹簧内圈和密封外壳组成的弹簧蓄能密封圈。其内圈是由不锈钢类材料制作的金属弹簧，外壳由塑料制成。在密封圈截面内还可以填充一些物质。填充物可选择低硬度耐高温的硅胶。密封外壳的前沿有内凸缘和内、外密封唇。内凸缘用于固定弹簧内圈。弹簧内圈的张力顶压内、外密封唇，使它们分别与轴承密封槽的两个密封面接触，实现牙掌轴承与牙轮内孔之间的密封。密封外壳采用耐磨性好摩擦系数极小的高分子塑料制成。提高了密封件适应高速的能力和密封系统适应内外压差的能力，延长了密封寿命。CN102743ACN102720433A权利要求书1/1页1.一种牙轮钻头轴承密封系统，主要由一个密封槽和两个背靠背安装在密封槽内的弹簧蓄能密封圈组成。2.根据权利要求1所述的弹簧蓄能密封圈，主要由弹簧内圈和密封外壳组成。3.根据权利要求1所述的弹簧蓄能密封圈，可以由弹簧内圈、密封外壳、中间填充物组成。4.根据权利要求2和3所述的弹簧内圈，其截面形状为U形、V形、O形、或椭圆形等，由条状或圆形钢丝绕制而成。5.根据权利要求4所述的弹簧内圈，其材质为不锈钢类合金。6.根据权利要求2和3所述的密封外壳，其前沿有内凸缘、外密封唇、内密封唇。7.根据权利要求6所述的密封外壳，由高分子或超高分子的塑料类材料制作而成。8.根据权利要求3所述的中间填充物由低硬度、耐高温的硅橡胶制作而成。2CN102720433A说明书1/3页牙轮钻头弹簧蓄能轴承双密封圈技术领域[0001]本发明属于牙轮钻头轴承密封技术领域。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。而轴承的寿命主要取决于密封。密封的任务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。密封一旦失效，轴承就会很快地被磨损，从而导致钻头失效。[0003]目前，牙轮钻头采用的密封主要有两种形式：橡胶密封和机械密封。[0004]如，专利US5524718、5655611采用的是一个橡胶O形圈密封，US3765495、US4037673采用的是一个矩形橡胶圈密封，其优点是制造简单，缺点是密封寿命短，与钻头其它构件的寿命不匹配。[0005]专利CN201080787Y、US6033117、US6254275B1采用的是双橡胶密封圈，它们的优点是比常规的单橡胶密封圈多了一重密封、延长了密封寿命，但是，结构复杂，制造难度大。[0006]另外一种形式的密封是机械密封。如专利US4516641、US4666001、US4923020，采用的是由两个橡胶供能密封圈和两个金属密封环组成的机械密封。其优点是动密封由金属密封面承担，延长了密封的寿命，缺点是制造难度大。[0007]专利CN101182756A采用金属弹簧蓄能圈作为静密封圈的同时为机械密封提供密封压力。其缺点与常规机械密封相同，制造难度较大。[0008]上述密封系统都要求轴承系统内的压力处于平衡的状态，以避免密封元件被挤压失效或密封面出现脱离现象。发明内容[0009]本发明针对牙轮钻头上述密封中的不足，采用在一个轴承密封槽内背靠背安装两个弹簧蓄能密封圈的技术，依靠弹簧内圈的张力给耐磨性极好、摩擦系数极低的塑料外壳提供密封力的方式，实现轴承的旋转密封。即具有制造简单的优点，又提高了轴承密封适应高转速的能力和适应密封系统内外压差的能力，延长了密封件的寿命和牙轮钻头的寿命。附图说明[0010]图1是本发明的一种典型结构图。[0011]图2是弹簧蓄能密封圈的典型截面示意图。[0012]图3是弹簧内圈的结构示意图之一。[0013]图4是第二种弹簧蓄能密封圈典型截面图。[0014]图5是U形弹簧内圈结构示意图。[0015]图6是第三种弹簧蓄能密封圈典型截面图。3CN102720433A说明书2/3页[0016]图7是第四种弹簧蓄能密封圈典型截面图。[0017]图8是由圆形钢丝卷制而成的O形弹簧。[0018]图9是由条状钢丝卷制而成的O形弹簧。[0019]图10是本发明的第二种典型结构图。[0020]图11是