CN105545210B - 一种牙轮钻头镶嵌o型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构 - Google Patents
一种牙轮钻头镶嵌o型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构，由牙轮、轴承、双排燕尾密封圈、一对O型橡胶圈组成；所述双排燕尾密封圈为主密封，起径向密封作用，底面为大端面，顶面为小端面，有效防止双排燕尾密封圈发生扭曲、转动；双排燕尾密封圈为对称结构，径向两侧采用斜面与圆弧的组合型式，减小了密封面积，实现了多级密封，减小了应力集中，减小了密封圈破坏，轴向的两侧为圆弧面，为了安放O型橡胶圈；所述一对O型橡胶圈为辅助密封，分别安装在双排燕尾密封圈的轴向两个凹槽内，不仅起轴向密封作用，还为双排燕尾密封圈提供密封力，减小了双排燕尾密封圈的振动，实现双排燕尾密封圈磨损后的变形自动补偿功能，仍能保证可靠的密封。
Description
技术领域
本发明涉及适用于石油钻井、地质勘探的一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构，属于牙轮钻头轴承密封领域。
背景技术
牙轮钻头是钻井勘探中最重要的一种钻具，应用十分广泛，在钻头市场中占有重要的位置。密封是牙轮钻头最关键的部件，也是最难解决的技术问题之一。近些年来，牙轮钻头密封问题一直没有得到很好的解决，密封寿命较短。牙轮钻头密封一直困扰着钻井业界人士，影响着牙轮钻头的发展。
高温是牙轮钻头密封系统面临的最大问题，高温加速橡胶圈的失效。起初牙轮钻头采用一个橡胶圈，耐高温性能不好，老化磨损较严重。后来，发明了金属浮动密封，金属浮动密封具有很好的耐高温性能，但金属环的接触面磨损后无法实现变形自动补偿，泄漏严重。而且，金属浮动密封中也存在橡胶圈，橡胶圈的接触面积大，加之井底的高温，使得摩擦力及摩擦热就会急剧增加，导致橡胶圈的温度更高，失效更严重。由于牙轮钻头密封腔的空间较小很难实现多级密封，单级密封的可靠性较差，一但密封失效，整个密封就失效。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有牙轮钻头密封结构接触面积大、单级密封性能差、金属密封面磨损后不能自动补偿的问题，特提供一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构。
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镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构，由牙轮、轴承、双排燕尾密封圈、一对O型橡胶圈组成；所述双排燕尾密封圈为主密封，起径向密封作用，底面为大端面，顶面为小端面，在O型橡胶圈的压紧作用下与牙轮、轴承很好的接触，减小了双排燕尾密封圈的振动，增加了密封的稳定性，防止双排燕尾密封圈发生扭曲、转动；双排燕尾密封圈与轴承、双排燕尾密封圈与牙轮通过圆弧接触，减小了密封面积，实现了多级密封；双排燕尾密封圈为对称结构，径向的两侧采用斜面与圆弧组合的结构型式，减小了应力集中，减小了密封圈的破坏，轴向的两侧为圆弧面，为了安放O型橡胶圈；所述一对O型橡胶圈为辅助密封，分别安装在双排燕尾密封圈的轴向两个凹槽内，不仅起轴向密封作用，还为双排燕尾密封圈提供密封力，减小了双排燕尾密封圈的振动，实现双排燕尾密封圈磨损后的变形自动补偿功能，仍能保证可靠的密封。
本发明的优点是：1、牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构采用双排燕尾密封圈和O型橡胶圈复合密封型式。双排燕尾密封圈为主密封，主要起径向密封作用，O型橡胶圈为辅助密封，主要起轴向密封作用；2、主密封采用双排燕尾密封圈，在O型橡胶圈的压紧作用下，双排燕尾密封圈发生转动、扭曲、振动的可能性将减小，主密封的破坏减小；3、双排燕尾密封圈采用斜面与圆弧组合，既减小了接触面积，减小了摩擦力与摩擦热，又减小了应力集中，提高了密封寿命；4、在双排燕尾密封圈与轴承、双排燕尾密封圈与牙轮的接触处为两个凸起结构、实现了多级密封，提高了密封的可靠性；5、双排燕尾密封圈截面为对称结构，在两侧压力的作用下，变形更加均匀；6、双排燕尾密封圈的底面为大端面，顶面为小端面，增加了密封的稳定性；7、辅助密封采用O型橡胶圈，为主密封提供密封力，具有变形自动补偿功能，可实现较好的密封作用。
附图说明
图1是本发明一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构。
图2是图1A处结构的放大图。
图中：1、牙爪；2、牙轮；3、钢球；4、塞销；5、轴承；6、双排燕尾密封圈；7、O型橡胶圈。
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，如图1所示：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)之间装有双排燕尾密封圈(6)、一对O型橡胶圈(7)。
如图2所示，本发明一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构，由牙轮(2)、轴承(5)、双排燕尾密封圈(6)、一对O型橡胶圈(7)组成；所述双排燕尾密封圈(6)为主密封，起径向密封作用，底面为大端面，顶面为小端面，在O型橡胶圈(7)的压紧作用下与牙轮(2)、轴承(5)很好的接触，减小了双排燕尾密封圈(6)的振动，增加了密封的稳定性，防止双排燕尾密封圈(6)发生扭曲、转动；双排燕尾密封圈(6)与轴承(5)、双排燕尾密封圈(6)与牙轮(2)通过圆弧接触，减小了密封面积，实现了多级密封；双排燕尾密封圈(6)为对称结构，径向的两侧采用斜面与圆弧组合的结构型式，减小了应力集中，减小了密封圈的破坏，轴向的两侧为圆弧面，为了安放O型橡胶圈(7)；所述一对O型橡胶圈(7)为辅助密封，分别安装在双排燕尾密封圈(6)的轴向两个凹槽内，不仅起轴向密封作用，还为双排燕尾密封圈(6)提供密封力，减小了双排燕尾密封圈(6)的振动，实现双排燕尾密封圈(6)磨损后的变形自动补偿功能，仍能保证可靠的密封。
Claims (1)
1.一种牙轮钻头镶嵌O型橡胶圈的双排燕尾复合密封结构，由牙轮(2)、轴承(5)、双排燕尾密封圈(6)、一对O型橡胶圈(7)组成，位于牙轮(2)与轴承(5)组成的密封腔内；所述双排燕尾密封圈(6)为主密封，采用两个燕尾组合形式的密封，底面为大端面，顶面为小端面，径向两侧为斜面与圆弧的组合结构，通过多个圆弧凸起实现多级密封，轴向两侧为圆弧凹槽，为了放置O型橡胶圈(7)；所述一对O型橡胶圈(7)为辅助密封，分别安装在双排燕尾密封圈(6)的轴向两个凹槽内，不仅起轴向密封作用，还为双排燕尾密封圈(6)提供密封力，减小了双排燕尾密封圈(6)的振动，实现双排燕尾密封圈(6)磨损后的变形自动补偿功能，仍能保证可靠的密封。
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