CN105298394A - 一种牙轮钻头轴承w型密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牙轮钻头轴承W型密封结构,由牙轮、轴承、W型密封圈组成。所述W型密封圈靠近轴承一侧有两个凸起和一个凹槽,W型密封圈靠近牙轮内孔一侧有三个凸起和两个凹槽;凸起和凹槽均为圆弧形,凸起和凹槽在轴向均匀交替分布,通过压缩作用,实现轴向和径向的密封;W型密封圈的其他边为斜线。W型密封结构减小了密封圈的接触面积,减小了摩擦热,降低了密封温度,提高了密封圈的使用寿命;多个凸起的交叉设计实现了多级密封,既节省了钻头的宝贵空间,又提高了密封的可靠性;W型密封结构具有良好的自密封作用,在压力作用下,凸起与密封面配合更紧密,密封性更好;当凹槽具有一定的容积时,可以存储润滑脂,具有较好的润滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及适用于石油钻井、地质钻探的一种牙轮钻头轴承W型密封结构,属于牙轮钻头轴承密封领域。
背景技术
影响牙轮钻头使用寿命的关键因素之一是轴承密封性能的好坏。在牙轮钻头钻井中,井底地热、牙轮与轴承的摩擦热以及牙轮破碎岩石生热使密封的工作温度很高,加之,密封元件与轴承的摩擦磨损加剧使得橡胶圈的老化失效更加严重。决定橡胶圈最关键的因素是温度,高温使得橡胶圈产生老化,材料变硬变脆,失去密封作用,高温也会加剧橡胶圈的磨损。只有降低橡胶圈的温度,改善其工作环境,才能有效提高其使用寿命。
目前常用的密封方式主要是O型橡胶圈密封、金属浮动密封,这些密封中存在的共同问题是O型橡胶圈的接触面积较大。随着压力的增加,较大的接触面积使得接触压力增加,摩擦力增大,摩擦热增加,O型橡胶圈的老化加剧,失去弹性,一旦泥浆磨粒进入密封面,就会导致磨损,尤其在高温条件下,磨粒更加剧了橡胶圈的摩擦磨损,热量就会更大,逐渐积累,最终导致密封失效。并且,由于牙轮钻头的密封空间很小,实现多级密封是很难做到的。所以,在保证可靠密封的条件下,我们寻求一种既能减小密封接触面积,又能实现多级密封的新型结构。
发明内容
本发明的目的是为解决现有牙轮钻头轴承密封结构存在的O型橡胶圈接触面积较大导致摩擦力大、温度过高的问题,特提供一种牙轮钻头轴承W型密封结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明一种牙轮钻头轴承W型密封结构,由牙轮、轴承、W型密封圈组成,W型密封结构位于牙轮与轴径组成的密封腔内,其特征在于:所述W型密封圈靠近轴承一侧有两个凸起和一个凹槽,W型密封圈靠近牙轮内孔一侧有三个凸起和两个凹槽;凸起和凹槽的形状均为圆弧形,凸起和凹槽在轴向均匀交替分布,通过压缩作用,实现轴向和径向的密封;W型密封圈的其他边为斜线。W型密封结构大大减小了橡胶圈的接触面积,大大减小了摩擦热,同时,几个交替的凸起设计实现了多级密封,既节省了宝贵的密封空间,而且提高了密封的可靠性。
本发明的优点:1、W型密封圈的接触面积较小,大大减小了摩擦力与摩擦热,有效的改善了密封圈的工作环境,大大降低了密封圈的失效;2、在牙轮钻头较小的密封空间内,多个凸起的交叉设计可实现多级密封的作用,既节省了牙轮钻头宝贵的空间,又提高了钻头密封的可靠性;3、W型密封结构可实现自密封作用,在压力作用下,由于密封具有变形自动补偿功能,凸起与密封面配合更紧密,密封性更好;4、当凹槽具有一定的容积时,可以存储润滑脂,具有较好的润滑性能。
附图说明
图1是本发明一种牙轮钻头W型密封结构图;
图2是图1A处密封结构的放大图;
图中:1.牙爪;2.牙轮;3.钢球;4.塞销;5.轴承;6.W型密封圈
具体实施方式:
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明;
如图1所示,一种牙轮钻头轴承W型密封结构,由牙轮(2)、轴承(5)、W型密封圈(6)组成。W型密封圈(6)安装在轴承(5)与牙轮(2)内孔之间的密封腔内。
如图2所示,所述W型密封圈(6)靠近轴承(5)一侧有两个凸起和一个凹槽,靠近牙轮(2)内孔一侧有三个凸起和两个凹槽;凸起和凹槽的形状均为圆弧形,凸起和凹槽在轴向均匀交替分布,通过压缩作用,实现轴向和径向的密封;W型密封圈的其他边为斜线。
配合参照图1,本密封现场应用时,牙爪(1)及牙轮(2)分别通过牙轮内孔套接在轴承(5)上,钢球(3)从塞销孔放入轴承后将塞销(4)焊接固定,通过钢球(3)将牙轮(2)保持在轴承(5)上。牙轮(2)内孔和轴承(5)之间装有W型密封圈。W型密封圈通过凸起与牙轮和轴承接触,当凸起磨损后,凹槽可以提供变形自动补偿功能,当压力增大时,凸起与接触面配合更加紧密,实现了自密封作用。
本发明结构既有效减小了密封接触面积,减小了摩擦力,降低了密封温度,而且实现了多级密封效果。该密封不需要增加其他支撑元件,占用空间小,不仅为牙轮钻头节省了宝贵的空间,还提高了密封性能。
Claims (1)
1.一种牙轮钻头轴承W型密封结构,由牙轮(2)、轴承(5)、W型密封圈(6)组成,其特征在于:所述W型密封圈(6)位于牙轮(2)与轴承(5)组成的密封腔内,W型密封圈(6)靠近轴承(5)一侧有两个凸起和一个凹槽,W型密封圈(6)靠近牙轮(2)内孔一侧有三个凸起和两个凹槽;凸起和凹槽的形状均为圆弧形,凸起和凹槽在轴向均匀交替分布,通过压缩作用,实现轴向和径向的密封;W型密封圈的其他边为斜线。
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