CN101629475A - 油用牙轮钻头浮动复合密封装置 - Google Patents
油用牙轮钻头浮动复合密封装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101629475A CN101629475A CN200910070047A CN200910070047A CN101629475A CN 101629475 A CN101629475 A CN 101629475A CN 200910070047 A CN200910070047 A CN 200910070047A CN 200910070047 A CN200910070047 A CN 200910070047A CN 101629475 A CN101629475 A CN 101629475A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bit
- composite seal
- floating composite
- cone
- seal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
本发明属于动密封领域，特别涉及一种油用牙轮钻头浮动复合密封装置，由浮动复合密封环、可装配的牙轮与牙掌，及位于牙掌外侧的定位钢球构成，所述的浮动复合密封环设置在牙轮钻头牙轮孔的阶台与牙掌轴底的平面之间，所述的定位钢球设置在牙轮和牙掌的“R”槽之间。有益效果为：使用该装置取代传统的橡胶密封，可降低摩擦系数，有效延长工作时间，进而提高牙轮钻头的使用寿命；取代结构复杂的机械密封，加工制造简单，产品一致性好，质量稳定。
Description
技术领域
本发明属于动密封领域，其结构是介于机械密封和填料密封之间的另一种形式，特别涉及一种油用牙轮钻头浮动复合密封装置。
技术背景
目前，在石油钻井及其它矿用钻探方面使用的牙轮钻头，大多采用橡胶填料密封装置或简化的机械密封装置，其中橡胶填料密封装置的橡胶与轴颈或轮孔直接摩擦，产生的热量大，磨损较快，只能低速运转，使用时间短，密封早期失效，进而使整个牙轮钻头过早报废。而机械密封装置对元件要求极为严格，加工难度较大，组装工艺繁琐，产品一致性差；在工作中如遇特殊工况，使密封面稍有分离，在泥浆压力高于轴承腔压力时，泥浆携带岩屑便浸入，使形成密封面的两个密封环表面光洁度遭到破坏，失去密封作用，导致钻头失效。普通的机械密封允许有一定量的泄漏，这样更利于磨擦面的润滑。而不管哪种密封形式的牙轮钻头，由于工作条件所限，都不允许泄漏，确切的说是不允许外部的泥浆向注有润滑脂的轴承腔内部泄漏。要求其密封性要好。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有问题，而提供一种介于填料密封与机械密封之间的一种油用牙轮钻头浮动复合密封装置，该密封装置制作相对简单，适用于较高转速，延长使用寿命，提高钻井效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：油用牙轮钻头浮动复合密封装置，其特征在于：由浮动复合密封环、可装配的牙轮与牙掌，及位于牙掌外侧的定位钢球构成，所述的浮动复合密封环设置在牙轮钻头牙轮孔的阶台与牙掌轴底的平面之间，所述的定位钢球设置在牙轮和牙掌的”R”槽之间。
上述浮动复合密封环由用聚四氟乙烯制成的主浮动密封环与用橡胶制成的辅助浮动密封环组成。
上述浮动复合密封环的两工作面分别与所述的牙轮孔的阶台、牙掌轴底的平面紧密贴合，形成两对摩擦副。
本发明的有益效果在于：
1、牙轮钻头使用该装置取代传统的橡胶密封，可降低摩擦系数，有效延长工作时间，进而提高牙轮钻头的使用寿命。
2、牙轮钻头使用该装置取代结构复杂的机械密封，加工制造简单，产品一致性好，质量稳定。
3、浮动复合密封适应较高转速。使用该密封装置的牙轮钻头可与井下动力螺杆钻具配合，实现复合钻进，提高综合钻井效率。
4、浮动复合密封使用了辅助密封，使主密封面免于接触泥浆的浸蚀；主密封面有瞬时脱离迹象时，辅助密封起到了临时密封的保护作用。
5、由于聚四氟乙烯是柔性的，一旦有杂质浸入密封面，很快被压入聚四氟乙烯的基体里，对密封面造成的影响极小。
附图说明
图1为本发明的牙轮钻头牙掌与牙轮的组装结构示意图。
图2为本发明未组装状态的剖面结构示意图。
图3为本发明组装压紧后的剖面结构示意图。
图4为本发明在只对聚四氟乙烯密封环施压后的理论剖面结构图。
具体实施方式
图中1为主浮动密封环，2为辅助浮动密封环，3为牙轮及轮孔，4为牙掌及掌轴，5为定位钢球，6为聚四氟乙烯主浮动密封环与牙轮/牙掌组成的摩擦副的工作面，7为橡胶辅助浮动密封环与牙轮/牙掌组成的摩擦副的工作面。
如图1所示，本发明由浮动复合密封环、可装配的牙轮(3)与牙掌(4)，及位于牙掌(4)外侧的定位钢球(5)构成，浮动复合密封环设置在牙轮钻头牙轮孔(3)的阶台与牙掌(4)轴底的平面之间，定位钢球(5)设置在牙轮(3)和牙掌(4)的”R”槽之间。
浮动复合密封环由用聚四氟乙烯制成的主浮动密封环(1)与用橡胶制成的辅助浮动密封环(2)组成。
施实例：
如图2所示，是本发明第一种方案未组装状态的剖面结构示意图，辅助浮动密封环(2)没有被压缩。当件15装配时，辅助浮动密封环(2)受压变形后形成如图3所示的(21)的形状，图3所示是组装压紧后的情况，这时装入定位钢球(5)，锁定牙轮(3)与牙掌(4)的轴向相对位置。主浮动密封环(1)和辅助浮动密封环(2)组成的复合浮动密封环的两工作面分别与牙掌轴(4)、牙轮孔(3)的特定端面紧密贴合，形成两对摩擦副(6)、(7)。两个摩擦副(6)两工作面的贴合力的大小，取决于辅助浮动密封环(2)的压缩及变形量。当辅助浮动密封环(2)压缩至图3所示的(21)几何形状后，由于其本身的回弹作用，试图恢复到图2所示的辅助浮动密封环(2)的几何形状，所产生的作用力加在主浮动密封环(1)的工作面上，使摩擦副(6)始终保持一定的力矩范围，隔离轴承内腔与外部空间。与此同时，辅助浮动密封环(2)的两个端面分别与牙掌轴(4)、牙轮孔(3)的特定端面紧密贴合，形成两个摩擦副(7)，摩擦副(7)类似于橡胶填料密封，不同的是一般橡胶填料密封压缩量较大，摩擦系数亦大。如图4所示，是主浮动密封环(1)和辅助浮动密封环(2)分别同时压缩于牙轮孔(3)和牙掌轴(4)的两个特定端面，形成两个复合密封面。橡胶密封面已经在对聚四氟乙烯密封环施压时进行了预压缩，其本身的压缩量只是凸出于主浮动密封环(1)的微小部分，如图4所示的阴影部分，其压缩量很小而储能较大。当牙轮转动时，牙轮(3)与牙掌(4)的特定端面作相对运动，而浮动复合密封环瞬间总是在压力及摩擦系数较小的一面做相对运动，形成动密封，而压力及摩擦系数较大的一面没有相对运动则为静密封。牙轮钻头工作中在不停的振动，压力不断变化，两个密封面交替产生动密封和静密封的作用，或同时产生动密封的作用，进而使浮动复合密封环两个复合密封面的相对位移交替进行或同时进行，形成浮动密封，防止轴承腔内润滑油脂外溢和外部钻井液内浸。
填充聚四氟乙烯的主浮动密封环(1)起主要密封作用，辅助浮动密封环(2)不仅为填充聚四氟乙烯的主浮动密封环(1)提供弹性能量，而且它的两个端面亦能起到一定的密封作用，牙轮钻头工作时主浮动密封环(1)可能出现瞬时分离，由于辅助浮动密封环(2)面凸出于主浮动密封环(1)面，它的整体压缩量和储能较大，反应速度很快，不会与牙轮(3)或牙掌(4)的密封面分离，起到瞬时密封作用。当橡胶承受不住压力时，主浮动密封环(1)面又恢复密封功能。两种材料互补，形成复合密封。
图3可看出，由聚四氟乙烯构成的摩擦副(6)位于牙掌轴(4)一侧，与润滑脂接触，由橡胶构成的摩擦副(76)位于牙轮(3)一侧，与泥浆接触。牙轮钻头在井下的工作环境中，轴承腔内外的压差在不断的变化，在上文所述的主浮动密封环(1)出现的瞬时分离，如果正处在轴承腔内部的压力高于外部时，润滑脂外泄，无论辅助浮动密封环(2)能否起到密封作用，泄漏的润滑脂都能在密封面中起到润滑作用，摩擦系数减小，降低发热量，延长使用寿命。如果正处在轴承腔外部的压力高于内部时，辅助浮动密封环(2)受压后紧紧贴合于主浮动密封环(1)，把分离的缝隙封严，使外部的泥浆不能浸入密封面。由聚四氟乙烯制成的主浮动密封环(1)和由橡胶制成的辅助浮动密封环(2)构成的复合密封装置，在某种意义上讲，起到单向阀的作用，只允许内部润滑脂外泄，不允许外部泥浆内浸。
以上所述，仅为本发明的一种实施例，并非可以用于限定本发明的保护范围。
Claims (3)
1、油用牙轮钻头浮动复合密封装置，其特征在于：由浮动复合密封环、可装配的牙轮与牙掌，及位于牙掌外侧的定位钢球构成，所述的浮动复合密封环设置在牙轮钻头牙轮孔的阶台与牙掌轴底的平面之间，所述的定位钢球设置在牙轮和牙掌的“R”槽之间。
2、根据权利要求1所述的油用牙轮钻头浮动复合密封装置，其特征在于：所述的浮动复合密封环由用聚四氟乙烯制成的主浮动密封环与用橡胶制成的辅助浮动密封环组成。
3、根据权利要求1所述的油用牙轮钻头浮动复合密封装置，其特征在于：所述的浮动复合密封环的两工作面分别与所述的牙轮孔的阶台、牙掌轴底的平面紧密贴合，形成两对摩擦副。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910070047A CN101629475A (zh) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | 油用牙轮钻头浮动复合密封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910070047A CN101629475A (zh) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | 油用牙轮钻头浮动复合密封装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101629475A true CN101629475A (zh) | 2010-01-20 |
Family
ID=41574738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910070047A Pending CN101629475A (zh) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | 油用牙轮钻头浮动复合密封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101629475A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101892807A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-11-24 | 天津立林石油机械有限公司 | 一种适应高速高温钻井的牙轮钻头 |
| WO2013143023A1 (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Xing Fafen | 牙轮钻头偏心等宽轴承密封槽 |
| US11174943B2 (en) | 2017-05-11 | 2021-11-16 | Valqua, Ltd. | Seal structure |
-
2009
- 2009-08-05 CN CN200910070047A patent/CN101629475A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101892807A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-11-24 | 天津立林石油机械有限公司 | 一种适应高速高温钻井的牙轮钻头 |
| WO2013143023A1 (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Xing Fafen | 牙轮钻头偏心等宽轴承密封槽 |
| US11174943B2 (en) | 2017-05-11 | 2021-11-16 | Valqua, Ltd. | Seal structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202954965U (zh) | 一种带螺旋式润滑油槽的斜盘式轴向柱塞泵用柱塞 | |
| CN105464882B (zh) | 主轴密封装置及具有该装置的轴流式水轮机 | |
| CN201358715Y (zh) | 油用牙轮钻头浮动密封装置 | |
| CN101629475A (zh) | 油用牙轮钻头浮动复合密封装置 | |
| CN102927286A (zh) | 大轴径双浮动集装式机械密封 | |
| CN106884863A (zh) | 工作装置铰接机构 | |
| CN202125611U (zh) | 大深度水下内外轴机械密封装置 | |
| CN2906030Y (zh) | 6”及以下小型牙轮钻头机械密封装置 | |
| CN109854853B (zh) | 一种低摩擦压力自紧式旋转补偿器 | |
| CN201934674U (zh) | 一种带润滑方式的骨架油封轴封结构 | |
| CA2522374A1 (en) | Method of providing a consistent preload on thrust bearings in a bearing assembly | |
| CN201184415Y (zh) | 一种机械密封摩擦副外置的填料机械组合密封装置 | |
| CN102747962A (zh) | 高密封性牙轮钻头 | |
| CN104019174A (zh) | 高压密封氮气弹簧 | |
| CN204152777U (zh) | 钻井泵中心拉杆防漏结构 | |
| CN203603779U (zh) | 一种铰接式万向轴 | |
| CN102853023B (zh) | 采煤机截割部及采煤机 | |
| CN111706502A (zh) | 一种用于海上石油平台高压柱塞注水泵盘根的密封装置 | |
| CN207961522U (zh) | 一种泵用轴套与轴间的密封结构 | |
| CN201884033U (zh) | 矿用深井破岩滚刀恒压复合密封结构 | |
| CN201184416Y (zh) | 一种机械密封摩擦副内置的填料机械组合密封装置 | |
| CN215830786U (zh) | 一种泵用机械密封装置 | |
| CN204420039U (zh) | 一种五星马达带制动器传动装置 | |
| CN102200138B (zh) | 稠油泵型专用密封 | |
| CN202612631U (zh) | 一种旋转接头过渡环组合式镶装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100120 |