CN108166929A - 油气分离密封牙轮钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油气分离密封牙轮钻头，其包括：牙掌、设置于所述牙掌一端的轴颈以及套装于所述轴颈上的牙轮；所述牙掌内部开设有油道以及与所述油道独立设置的气道，所述气道的出口端延伸至出气位置，所述牙轮与所述轴颈之间设置有轴向密封的第一密封圈和径向密封的第二密封圈，所述第一密封圈收容于所述牙轮内孔台阶端面的第一凹槽中，所述第二密封圈收容于所述牙掌轴颈的第二凹槽中，所述第一凹槽开设于所述牙轮底面的台阶面上，所述牙轮的台阶面与所述牙掌的端面相抵靠。本发明具有双重密封设计，具有良好的密封性和强度。此外，本发明具有各自独立的气道和油道，其中气道有利于密封圈的冷却，延长了密封圈的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种牙轮钻头，尤其涉及一种油气分离密封牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头是一种应用非常广泛的钻探钻具，其在钻探岩石时，通过其牙轮自转与岩石间的相互作用力碾压、冲击破碎，达到破坏岩层的目的。牙轮钻头在钻探时，破碎的岩屑、渣土可能会进入到牙轮钻头轴承内部，磨损损坏牙轮钻头轴承，缩短牙轮钻头的使用寿命。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气分离密封牙轮钻头，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供一种油气分离密封牙轮钻头，其包括：牙掌、设置于所述牙掌一端的轴颈以及套装于所述轴颈上的牙轮；
所述牙掌内部开设有油道以及与所述油道独立设置的气道，所述气道的出口端延伸至出气位置，所述牙轮与所述轴颈之间设置有轴向密封的第一密封圈和径向密封的第二密封圈，所述第一密封圈收容于所述牙轮内孔台阶端面的第一凹槽中，所述第二密封圈收容于所述牙掌轴颈的第二凹槽中，所述第一凹槽开设于所述牙轮内孔的台阶面上，所述牙轮的台阶面与所述牙掌的端面相抵靠。。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述气道沿所述牙掌长度方向延伸设置，其具有设置于所述牙掌上的进气孔和位于所述牙掌轴颈端面的出气孔。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述轴颈与牙轮之间形成所述出气孔吹送的气体的冷却风道，所述第一密封圈所在的第一凹槽与所述冷却风道相连通。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，位于所述牙掌中的油道入口处还设置有挡渣管。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述第一密封圈为矩形密封圈。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述第二密封圈为O形密封圈。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述牙掌的掌尖收容于形成所述牙轮内孔台阶面的凹槽中。
作为本发明的油气分离密封牙轮钻头的改进，所述牙掌的掌背合金齿靠近所述牙掌的掌尖设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的油气分离密封牙轮钻头配有双重密封设计，具有可靠的密封性。第一道密封主要起防尘的作用，密封圈配合出气口出来的压缩空气，可有效防止泥沙、灰尘等进入到第二道密封，为第二道密封创造相对清洁的外部环境。第二道密封主要起密封作用，防止润滑油脂外泄。此外，本发明的油气分离密封牙轮钻头具有各自独立的气道和油道，气道与油道分离设计、互不影响、各司其职、各成体系，油道专注于“润滑”，气道专注于“冷却”。其中，气道的设计有利于密封圈的冷却，延长了密封圈的使用寿命，从而提高整个轴承的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的油气分离密封牙轮钻头的一具体实施方式的主视图；
图2为图1中牙轮部分的剖视图；
图3为图2中去掉轴颈及牙掌的牙轮部分的剖视图；
图4为图1中轴颈及牙掌部分的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明的油气分离密封牙轮钻头包括：牙掌1、设置于所述牙掌1一端的轴颈2以及套装于所述轴颈2上的牙轮3。
由于牙轮3钻头工作时，牙轮3需要进行高速旋转，因此为了减小旋转时的摩擦力，所述牙掌1内部开设有油道11，所述油道11的出口端对应延伸至轴颈内部位置。从而，通过所述油道11可提供所述牙轮3旋转时所需的润滑油。此外，为了便于注油，位于所述牙掌1中的油道11中还设置有挡渣管6，可以通过挡碴渣管6将油脂注入油道内。
如图2所示，本发明的牙轮3钻头具有双重密封设计。具体地，所述牙轮3与所述轴颈2之间设置有进行轴向密封的第一密封圈4和进行径向密封的第二密封圈5。其中，所述第一密封圈4位于所述牙轮3的底面和牙掌1的端面之间，所述第二密封圈5位于所述轴颈2的侧面和牙轮3的内侧面之间。优选地，所述第一密封圈4为矩形密封圈，材料为凯夫拉。所述第二密封圈5为O形密封圈，材料为氢化丁晴橡胶（HNBR）。
当牙轮3钻头工作时，牙轮3会与第一密封圈4发生摩擦，进而导致第一密封圈4温度升高。为了对所述第一密封圈4进行降温，所述牙掌1内部开设有与所述油道11独立设置的气道12，所述气道12的出口端对应延伸至出气位置。从而，通过所述气道12可提供所述第一密封圈4冷却降温的气体。
在一个实施方式中，所述气道12沿所述牙掌1长度方向延伸设置，其具有设置于所述牙掌1上的进气孔和位于所述牙掌1的端面的出气孔。同时，所述轴颈2与牙轮3之间形成所述出气孔吹送的气体的冷却风道，所述第一密封圈4所在的空间与所述冷却风道相连通。
如图3、4所示，为了便于所述第一密封圈4和第二密封圈5的安装固定，所述牙轮3的底面具有台阶结构31，所述台阶结构31的台阶面上开设有第一凹槽41，所述第一密封圈4收容安装于所述第一凹槽41中。同时，所述台阶结构31的台阶面与所述牙掌1的端面相抵靠。为了提高牙掌1的掌尖强度，所述牙掌1的掌尖收容于形成所述台接面的台阶结构31中。如此设置，可将所述牙掌1的掌尖设计的更厚，进而强度更高。相应的，由于掌尖厚度的增加，所述牙掌1的掌背合金齿13能够更靠近所述牙掌1的掌尖设置，如此设置可为轴颈2提供更好的保护。
进一步地，所述轴颈2相对所述牙轮3的壁面上开设有第二凹槽51，所述第二密封圈5收容于所述轴颈2上的第二凹槽51中，此时，所述第二密封圈5为所述牙轮3提供外周的径向密封。
综上所述，本发明的油气分离密封牙轮钻头配有双重密封设计，具有可靠的密封性。第一道密封主要起防尘的作用，密封圈配合出气口出来的压缩空气，可有效防止泥沙、灰尘等进入到第二道密封，为第二道密封创造相对清洁的外部环境。第二道密封主要起密封作用，防止润滑油脂外泄。此外，本发明的油气分离密封牙轮钻头具有各自独立的气道和油道，气道与油道分离设计、互不影响、各司其职、各成体系，油道专注于“润滑”，气道专注于“冷却”。其中，气道的设计有利于密封圈的冷却，延长了密封圈的使用寿命，从而提高整个轴承的使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述油气分离密封牙轮钻头包括：牙掌、设置于所述牙掌一端的轴颈以及套装于所述轴颈上的牙轮；
所述牙掌内部开设有油道以及与所述油道独立设置的气道，所述气道的出口端延伸至出气位置，所述牙轮与所述轴颈之间设置有轴向密封的第一密封圈和径向密封的第二密封圈，所述第一密封圈收容于所述牙轮内孔台阶端面的第一凹槽中，所述第二密封圈收容于所述牙掌轴颈的第二凹槽中，所述第一凹槽开设于所述牙轮内孔的台阶面上，所述牙轮的台阶面与所述牙掌的端面相抵靠。
2.根据权利要求1所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述气道沿所述牙掌长度方向延伸设置，其具有设置于所述牙掌上的进气孔和位于所述牙掌轴颈端面的出气孔。
3.根据权利要求2所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述轴颈与牙轮之间形成所述出气孔吹送的气体的冷却风道，所述第一密封圈所在的第一凹槽与所述冷却风道相连通。
4.根据权利要求1所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，位于所述牙掌中的油道入口处还设置有挡渣管。
5.根据权利要求1所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述第一密封圈为矩形密封圈。
6.根据权利要求1所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述第二密封圈为O形密封圈。
7.根据权利要求1所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述牙掌的掌尖收容于形成所述牙轮内孔台阶面的凹槽中。
8.根据权利要求8所述的油气分离密封牙轮钻头，其特征在于，所述牙掌的掌背合金齿靠近所述牙掌的掌尖设置。
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