CN102587835A - 牙轮钻头轴承双密封系统 - Google Patents

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Abstract

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、两个弹性密封件、一个密封槽组成。其特征是：将两个完全相同的弹性密封件，装在同一个密封槽内。两个弹性密封件形成双密封系统，提高了密封可靠性和密封的寿命，从而提高了钻头的使用寿命。

Description

牙轮钻头轴承双密封系统
技术领域
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
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。
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。
如，专利US 5524718、5655611采用的是一个橡胶O形圈密封，US 3765495、US 4037673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。
专利CN 201080787Y、US 6033117、US 6254275 B1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。
另外一种形式的密封是机械密封。如专利US 4516641、US 4666001、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。
发明内容
本发明针对牙轮钻头上述密封中的不足，采用两个完全相同的密封件安装在同一个密封槽中，简化了结构，提高了密封寿命。
附图说明
图1是本发明的一种典型结构图。
图2是本发明的第二种典型结构图。
图3是本发明的第三种典型结构图。
图4是本发明的第四种典型结构图。
图5是本发明的第五种典型结构图。
图6是本发明的第六种典型结构图。
图7是本发明所用的一种典型密封圈。
图8是本发明所用的第二种典型密封圈。
图9是本发明所用的第三种典型密封圈。
图10是本发明所用的第四种典型密封圈。
具体实施方式
图1是本发明的一种典型结构图。牙掌轴承1与牙轮内孔2配合，形成牙轮钻头的轴承。牙掌轴承1包括径向承压圆柱体3和密封圆柱体5。图中的径向承压圆柱体3与密封圆柱体5间有偏心，且直径有差异。偏心的大小等于轴承径向间隙半径值。直径的差异值等于轴承的径向间隙直径值。牙轮内孔2包括径向承压圆柱体4和密封圆柱体6。密封槽7由牙掌轴承密封圆柱体5和牙轮内孔密封圆柱体6组成。在密封槽7中，安装了两个完全相同的密封件8和9。密封件8和9由橡胶制作而成。
图2是本发明的第二种典型结构图。与图1的区别是在两个密封圈8、9中，还安装了密封隔片10。隔片10由金属材料制作，可隔离密封圈8和9，确保两个密封圈独立地工作。
图3是本发明的第三种典型结构图。与图1的区别是，密封槽中的密封件是两个背靠背安装的V-形复合密封件11和12。V形复合密封件是由内部的弹簧和外部的橡胶组成的。
图4是本发明的第四种典型结构图。与图1的区别是，其牙掌轴承1采用的是常规的牙掌轴承。牙掌轴承的径向承压圆柱体3和密封圆柱体5是同一个圆柱体，没有偏心和直径差。
图5是本发明的第五种典型结构图。与图4的区别是，在两个密封圈间安装有密封隔片10。
图6是本发明的第六种典型结构图。与图4的区别是，密封槽中的密封件是两个背靠背安装的U-形弹簧预紧密封件11和12。U-形弹簧预紧密封件是由内部的弹簧和外部的橡胶或塑料制成的。
图7是本发明所用的一种典型密封件。其截面形状为o-形，材质为橡胶。
图8是本发明所用的第二种典型密封件。其截面形状为X-星形，材质为橡胶。
图9是本发明所用的第三种典型密封件。其截面形状为矩形，材质为橡胶。
图10是本发明所用的第四种典型密封件。其截面形状为U-形，是一种弹簧预紧密封件。内部是U-形金属弹簧，外部是橡胶件或塑料件。

Claims (9)

1.一种牙轮钻头轴承双密封系统，主要由牙掌轴承、牙轮内孔、一个密封槽、两个弹性密封件组成。
2.根据权利要求1所述的密封系统，一个密封系统只有一个密封槽。
3.根据权利要求1所述的密封系统，组成一个密封系统的两个弹性密封件完全相同。
4.根据权利要求3所述的密封系统，弹性密封件可以采用o-形、矩形、X-星形，V-形、U-形、Y-形等多种形式橡胶密封圈，也可采用金属弹簧加橡胶或塑料的弹簧预紧密封圈。
5.一种牙轮钻头轴承双密封系统，主要由牙掌轴承、牙轮内孔、一个密封槽、两个弹性密封件、一个密封隔片组成。
6.根据权利要求5所述的密封系统，一个密封系统只有一个密封槽。
7.根据权利要求5所述的密封系统，组成一个密封系统的两个弹性密封件完全相同。
8.根据权利要求3所述的密封系统，弹性密封件可以采用o-形、矩形、X-星形，V-形、U-形、Y-形等多种形式橡胶密封圈，也可采用金属弹簧加橡胶或塑料的弹簧预紧密封圈。
9.根据权利要求5所述的密封系统，其密封隔片由金属材料制做。
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