牙轮钻头弹簧蓄能轴承密封圈.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102606075A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102606075A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210089020.1(22)申请日2012.03.30(71)申请人幸发芬地址100012北京市朝阳区北苑路5号3-704(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、弹性密封件、密封槽组成。其特征是：弹性密封件采用主要由弹簧内圈和密封外壳组成弹簧蓄能密封圈。其内圈是由不锈钢类材料制作的金属弹簧，外圈是由高分子塑料制成的密封外壳。在密封圈截面内还可以填充一些物质，以防止泥浆堵塞密封圈，影响弹簧的弹性。密封圈内的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。内、外密封唇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密封的目的。密封外壳采用耐磨性好摩擦系数极小的高分子塑料制成。提高了密封件适应钻头高速旋转的能力，延长了密封寿命。CN102675ACN102606075A权利要求书1/1页1.一种牙轮钻头轴承密封系统，主要由密封槽和一个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，主要由弹簧内圈、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、○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2所述的中间填充物由低硬度、耐高温的硅橡胶制作而成。2CN102606075A说明书1/3页牙轮钻头弹簧蓄能轴承密封圈技术领域[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。发明内容[0008]本发明针对牙轮钻头上述密封中的不足，采用在密封槽内安装一个弹簧蓄能轴承密封圈的技术，依靠密封圈的弹簧内圈给耐磨性极好、摩擦系数极低的塑料外壳提供压缩力的方式，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，延迟了密封件的寿命和牙轮钻头的寿命。附图说明[0009]图1是本发明的一种典型结构图。[0010]图2是弹簧蓄能密封圈的典型截面示意图。[0011]图3是V形弹簧内圈的结构示意图。[0012]图4是本发明的第二种典型结构图。[0013]图5是本发明的第三种典型结构图。[0014]图6是中间装有填充物的弹簧蓄能密封圈的典型截面示意图。[0015]图7是本发明的第四种典型结构图。[0016]图8是本发明的第五种典型结构图。3CN102606075A说明书2/3页[0017]图9是本发明的第六种典型结构图。[0018]图10是采用U形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。[0019]图11是采用椭圆形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。[0020]图12是采用○形弹簧内圈的弹簧蓄能密封圈典型截面图。[0021]图13是U形弹簧内圈示意图。[0022]图14是