旋转轴复合密封圈.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102168525A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102168525A(43)申请公布日2011.08.31(21)申请号201110103028.4(22)申请日2011.04.22(71)申请人天津立林石油机械有限公司地址300352天津市津南区葛沽镇三合村立林工业园(72)发明人谢西奎张明鑫郭慧杨立佳赵明起(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人闫俊芬(51)Int.Cl.E21B10/25(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称旋转轴复合密封圈(57)摘要本发明涉及一种密封圈，尤其涉及一种用于石油、地质钻井机械轴承的旋转轴复合密封圈，包括密封圈本体，其特征在于：所述密封圈本体沿径向方向依次设有耐磨层、支撑层、预压层，所述耐磨层均布有纤维线，所述纤维线间填充有胶浆或耐热胶黏剂。有益效果:与现有的牙轮钻头密封圈相比，本发明的内圈与牙掌轴在周向旋转面摩擦系数降低了40%以上，耐磨性能提高了2到3倍，同时本发明的密封圈允许初始压缩率低，减小了密封圈对牙掌轴的磨损，从两方面同时提升密封时间，减缓密封失效，能够解决牙轮钻头在高温高转速下的密封短时间失效问题。CN102685ACCNN110216852502168530A权利要求书1/1页1.一种旋转轴复合密封圈，包括密封圈本体，其特征在于：所述密封圈本体沿径向方向依次设有耐磨层、支撑层、预压层，所述耐磨层由若干根纤维线和胶浆或热胶粘剂构成，所述胶浆或耐热胶黏剂填充在纤维线间。2.根据权利要求1所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述纤维线为环形缠绕或帘布式编织，与支撑层紧密结合。3.根据权利要求1所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述预压层厚度占密封圈本体总厚度的3/5到5/6。4.根据权利要求1或2或3所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述纤维线沿密封圈本体的径向方向至少为一层。5.根据权利要求4所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述支撑层选用邵氏硬度为75A到95A的橡胶。6.根据权利要求4所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述预压层选用邵氏硬度为50A到80A橡胶。7.根据权利要求4所述的旋转轴复合密封圈，其特征在于：所述纤维线为粘胶纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维中的任意一种。2CCNN110216852502168530A说明书1/2页旋转轴复合密封圈技术领域[0001]本发明涉及一种密封圈，尤其涉及一种用于石油、地质钻井机械轴承的旋转轴复合密封圈。背景技术[0002]由于石油资源不断开发，常规可采资源数量越来越少，已逐渐向更深层的石油开采，开采难度不断加大，对钻井机械的使用要求越来越高，以往的常规钻井机械密封使用状况已经不能满足石油钻井钻探的使用需求。在石油天然气钻井中影响牙轮钻头使用寿命的关键因素便是轴承系统的寿命，即轴承寿命和密封寿命。在新技术的改革引领下钻头井下钻速不断提高，现在已提高至原来的2到3倍，这对于钻头的橡胶密封来说是一个极大的挑战，传统的单材橡胶密封圈在这种高转速下，其耐温和耐磨性能都难以达到使用要求，牙掌轴与密封圈内圈间的摩擦系数较大，长时间导致密封圈失效。尽管后期又陆续出现了双材橡胶圈、金属骨架密封圈，但经过实践检验在高转速下密封圈的高温耐磨性能的不足成为影响密封寿命的关键因素，进而影响钻头的整体使用寿命。发明内容[0003]本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供生产一种能够适应井下高温高速运转的旋转轴复合密封圈，在保证密封力的前提下提高密封圈的耐磨性能，从而延长钻头使用寿命。[0004]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种旋转轴复合密封圈，包括密封圈本体，其特征在于：所述密封圈本体沿径向方向依次设有耐磨层、支撑层、预压层，所述耐磨层由若干根纤维线和胶浆或热胶粘剂构成，所述胶浆或耐热胶黏剂填充在纤维线间。[0005]所述纤维线为环形缠绕或帘布式编织，与支撑层紧密结合。[0006]所述预压层厚度占密封圈本体总厚度的3/5到5/6。[0007]所述纤维线沿密封圈本体的径向方向至少为一层。[0008]所述支撑层选用邵氏硬度为75A到95A的橡胶。[0009]所述预压层选用邵氏硬度为50A到80A橡胶。[0010]所述纤维线为粘胶纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维中的任意一种。[0011]有益效果:与现有的牙轮钻头密封圈相比，本发明的内圈与牙掌轴在周向旋转面摩擦系数降低了40%以上，耐磨性能提高了2到3倍，同时本发明的密封圈允许初始压缩率低，减小了密封圈对牙掌轴的磨损，从两方面同时提升密封时间，减缓密封失效，能够解决牙轮钻头在高温高转速下的密封短时间失效问题。本发明的内圈的高硬度