CN105927156A - 新型牙轮钻头轴承密封圈及其牙轮钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻井固井技术领域，尤其涉及一种新型牙轮钻头轴承密封圈，包括O形橡胶圈以及密封环，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽。新型牙轮钻头轴承密封圈是以O形橡胶圈与密封环组合而成的，密封环与牙掌轴接触形成密封面，密封环是用聚四氟乙烯制成，与传统的橡胶密封材料氢化丁腈相比，摩擦系数低，适应高速能力强。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井固井技术领域，尤其涉及一种新型牙轮钻头轴承密封圈及其牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头是在地壳中破碎岩石的一种工具。在石油钻井及其他矿用钻探方面使用的牙轮钻头大多数是密封形式的。密封式牙轮钻头主要由牙掌、牙掌轴、牙轮、牙轮孔、锁紧元件和密封件构成。而现行的牙轮钻头轴承密封件，主要有橡胶圈密封和金属端面密封。橡胶圈密封是利用橡胶良好的塑性变形能力，给密封圈以一定的压缩变形来保证密封。以往的矩形橡胶圈虽然结构简单、紧凑，但是装入牙轮槽后会相对于槽产生不对齐或歪斜，造成密封区域接触压力不均匀，密封效果不是很好，经常出现密封过早的失效，进而使整个牙轮钻头过早的损坏。而金属端面密封它由金属环、橡胶圈等组成密封件。其中橡胶圈作为功能圈和静密封圈，金属环承担动密封。其优点是密封件摩擦力小、适应高速能力强；但是密封元件多，占用空间多，系统复杂，制造精度要求高，组装工艺繁琐，限制了使用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种新型牙轮钻头轴承密封圈及其牙轮钻头，占用空间小。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种新型牙轮钻头轴承密封圈，其特征在于：包括O形橡胶圈以及密封环，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽。
一种牙轮钻头，其特征在于：包括牙轮、牙掌、定位钢球以及轴承密封圈；所述定位钢球设置在所述牙轮和牙掌的“R” 槽之间，所述轴承密封圈装在牙轮钻头牙掌与牙掌轴衔接根部的牙轮孔槽中，所述轴承密封圈包括O形橡胶圈以及密封环，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽。
本发明的有益效果是: 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、结构简单、紧凑；
2、适应高速能力强。新型牙轮钻头轴承密封圈是以O形橡胶圈与密封环组合而成的，密封环与牙掌轴接触形成密封面，密封环是用聚四氟乙烯制成，与传统的橡胶密封材料氢化丁腈相比，摩擦系数低，适应高速能力强；
3、耐腐蚀、适应温度范围广。传统的橡胶密封限制了使用温度，而新型牙轮钻头轴承密封圈中的密封环是用聚四氟乙烯材料制成的，耐腐蚀，使用温度可达200℃以上；
4、占用空间小。与金属端面密封相比本新型密封圈占用空间相对小。节约了空间，延长了是用寿命。
附图说明
图1是本发明牙轮钻头的结构示意图；
图2是本发明中轴承密封圈的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种新型牙轮钻头轴承密封圈，包括O形橡胶圈1以及密封环2，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽10，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽6。
本发明还提供了一种牙轮钻头，包括牙轮3、牙掌4、定位钢球5以及轴承密封圈；所述定位钢球设置在所述牙轮和牙掌的“R” 槽之间，所述轴承密封圈装在牙轮钻头牙掌与牙掌轴衔接根部的牙轮孔槽中。
图1是本发明牙轮钻头牙轮3与牙掌4及新型牙轮钻头轴承密封圈的组装结构图，O形橡胶圈1由丁腈橡胶、高饱和丁腈橡胶、 氟橡胶等材料制成，密封环2由聚四氟乙烯制成，如图2所示，环形沟槽6设置在密封环内径密封面9上，这样可以提高密封表面的比压从而提高了密封效果，还可以形成一个润滑油腔，降低了摩擦力。密封环2外径背面10设计成内凹弧形，这样可以增大与O形橡胶圈的接触面，密封效果好。
如图1所示，在牙轮钻头的牙轮3与牙掌4装配时，同时装配新型的牙轮钻头轴承密封圈由O形橡胶圈与密封环组合而成，新型牙轮钻头轴承密封圈装入牙轮孔槽7中，O形橡胶圈1靠牙轮孔槽7的孔底8压缩产生弹性变形产生压紧力，压紧力作用在密封环2上，这样可使密封环2抱紧牙掌轴4由此形成密封，阻止了轴承腔油脂外溢和钻井液和井底岩屑的进入。
牙轮钻头在井底工作时牙轮3绕着牙掌轴4转动，牙轮钻头在井底工作时新型牙轮钻头轴承密封圈中的密封环2内径密封面9与牙掌轴4产生摩擦，由于密封环2内径密封面9上有环形沟槽6，这样可以提高密封表面的比压提高了密封效果，还可以形成一个润滑油腔，降低了摩擦力，同时密封环2由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料有着耐高温、摩擦系数低及耐磨性好的特点，当新型牙轮钻头轴承密封圈中的密封环2与牙掌轴4相对运动摩擦时比传统的橡胶密封圈产生的摩擦要小，产生的热量小，可使用的时间更长，从而延长了整个钻头的使用时间，提高了综合钻井效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种新型牙轮钻头轴承密封圈，其特征在于：包括O形橡胶圈以及密封环，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽。
2.一种牙轮钻头，其特征在于：包括牙轮、牙掌、定位钢球以及轴承密封圈；所述定位钢球设置在所述牙轮和牙掌的“R” 槽之间，所述轴承密封圈装在牙轮钻头牙掌与牙掌轴衔接根部的牙轮孔槽中，所述轴承密封圈包括O形橡胶圈以及密封环，所述密封环外径背面设有内凹弧形槽，所述O形橡胶圈置于所述内凹弧形槽中，所述密封环的内径密封面上设有环形沟槽。
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