CN2431394Y - 动力钻具金属端面密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石油、矿山、煤田钻井用涡轮钻具和螺杆钻具储油金属端面密封轴承节,由金属密封静环5、金属密封动环6、向心球轴承7等组成,金属密封动环6通过向心球轴承7相对于金属密封静环5在壳体3中居中,金属密封动环6与轴套12连接,具有独立的密封油腔、外围环状泥浆通道和浮动金属端面动密封,可以有效地密封油腔,使滚动轴承串彻底与钻井工作液泥浆分隔开,保证滚动轴承串始终工作在油润滑状态下,从而大幅度地提高涡轮钻具和螺杆钻具整机的工作寿命。
Description
本实用新型涉及工程机械，尤其是石油、矿山、煤田、气田钻井用的动力钻具金属端面密封结构。
螺杆钻具和涡轮钻具是两种不同类型的井下动力钻具，它们是钻井工程中最常用的液动马达，是在定向井、水平井、大位移井、侧钻开窗井和深井钻井施工中不可缺少的井下工具之一。目前，与螺杆钻具和涡轮钻具(包括普通涡轮钻具和减速涡轮钻具)配套使用的轴承节都是不密封的开式轴承节，不密封的开式轴承节中的轴承在工作时用泥浆作润滑冷却介质，由于泥浆中含有许多硬度极高、研磨性极强、十分分散的磨粒，这些磨粒进入轴承工作面之间的间隙，使轴承节中的轴承磨损速度加剧，导致轴承节不能长时间工作，从而缩短了螺杆钻具或涡轮钻具整机的检修周期和有效工作寿命。
本实用新型的目的在于提供一种使轴承节端部闭式密封且可使螺杆钻具和涡轮钻具延长工作寿命、且大幅度提高整机检修周期的动力钻具金属端面密封结构。
本实用新型是这样实现的：由密封圈1、外壳2、壳体3、弹簧4、金属密封静环5、金属密封动环6、向心球轴承7、卡簧8、密封圈9、密封套10、传动轴11、轴套12、密封圈13、密封圈14组成，传动轴11上有轴套12，外壳2内有壳体3，其间有密封圈1，金属密封静环5与壳体3连接，金属密封静环5与壳体3之间有密封圈14，金属密封静环5上有弹簧4，金属密封动环6通过向心球轴承7相对于金属密封静环5在壳体3中居中，金属密封动环6与轴套12连接，金属密封动环6与轴套12之间有密封圈13，向心球轴承7下端有卡簧8，密封套10与壳体3之间有密封圈9。
金属密封动环6内表面与轴套12外表面之间有径向间隙，其值大于传动轴11的最大径向跳动位移值。
金属密封动环6与轴套12之间的连接以及金属密封静环5与壳体3之间的连接是凸肩花键连接，并且是可动的。
金属密封静环5外表面有密封槽。
金属密封动环6内孔有密封槽。
弹簧4置于金属密封静环5的密封面相反的一端。
弹簧4的数量为20～60根。
壳体3上有通油孔，壳体3外表面有一密封槽。
密封套10上有密封槽。
轴承节中的静密封为橡胶密封，动密封为金属密封，橡胶密封圈的径向压缩量为橡胶密封圈断面直径的5～30％。
本实用新型的优点在于：具有独立的储油密封油腔和环状泥浆通道以及浮动金属端面动密封，浮动金属端面动密封可有效地密封油腔，使轴承节中的轴承始终在油浴状态下工作，轴承摩擦系数小，且泥浆中的有害磨粒不能进入轴承节，在端面密封动环和静环的密封面上镶嵌有硬质合金密封环或碳化钨密封环或其它耐磨减摩材料密封环，密封环宽2～6mm，端面密封与传动轴共同围成了密封油腔，密封油腔内使用的润滑介质为润滑油，轴承工况良好，磨损速度慢，其有效工作寿命比开式轴承节中的轴承相对延长，密封轴承节的检修周期相对开式轴承节的检修周期延长，从而提高了涡轮钻具整机或螺杆钻具整机的工作寿命。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型动力钻具金属端面密封轴承节金属密封静环；
图3为本实用新型动力钻具金属端面密封轴承节金属密封动环。
下面结合附图说明本实用新型：
本实用新型由密封圈1、外壳2、壳体3、弹簧4、金属密封静环5、金属密封动环6、向心球轴承7、卡簧8、密封圈9、密封套10、传动轴11、轴套12、密封圈13、密封圈14组成，传动轴11上有轴套12，外壳2内有壳体3，其间有密封圈1，金属密封静环5与壳体3连接，金属密封静环5与壳体3之间有密封圈14，金属密封静环5上有弹簧4，金属密封动环6通过向心球轴承7相对于金属密封静环5在壳体3中居中，金属密封动环6与轴套12连接，金属密封动环6与轴套12之间有密封圈13，向心球轴承7通过卡簧8定位于壳体3上，密封套10与壳体3之间有密封圈9。
金属密封动环6内表面与轴套12外表面之间有径向间隙，其值大于传动轴11的最大径向跳动位移值。
金属密封动环6与轴套12之间的连接以及金属密封静环5与壳体3之间的连接是凸肩花键连接，并且是可动的。
金属密封静环5、金属密封动环6均是金属环。
金属密封静环5外表面有密封槽。
金属密封动环6内孔有密封槽。
弹簧4置于金属密封静环5的密封面相反的一端。
弹簧4的数量为20～60根。
壳体3上有通油孔，壳体3外表面有一密封槽。
密封套10上有密封槽。
轴承节中的静密封为橡胶密封，动密封为金属密封，橡胶密封圈的径向压缩量为橡胶密封圈断面直径的5～30％。
动力钻具金属端面密封轴承节的端面密封的金属密封动环6与轴套12之间的联接是可动的凸肩花键联接；动环6有一密封槽；动环6与轴套12之间有一橡胶密封圈。
动力钻具金属端面密封轴承节的端面密封的金属密封静环5与端面密封壳体3之间的联接是可动的凸肩花键联接；静环5外表面都有一密封槽，静环5与壳体3之间有一橡胶密封圈，静环20与壳体22之间有一橡胶密封圈。在金属密封静环5密封面相反的另一非工作面上有一组小弹簧4，小弹簧4的一端位于壳体3的一组小孔内。小弹簧的作用主要提供金属端面密封所需的轴向压力。
动力钻具金属端面密封轴承节有密封套10，密封套10外表面有密封槽，密封套10与壳体3之间有一橡胶密封圈9。
动力钻具金属端面密封轴承节的端面密封壳体3、密封套10和隔套的外表面与外壳2的内表面共同形成了外围环状泥浆通道B。
在动力钻具金属端面密封轴承节的上部端面密封的壳体3上有一通油孔，该通油孔向上与储油密封油腔A相通，该通油孔向下与滚动轴承串所在的密封油腔相通。壳体3外表面有一密封槽，壳体3与外壳2之间的密封圈1就装在该密封槽中。密封圈1的主要作用是将泥浆通道B与储油密封油腔A分隔开。
动力钻具金属端面密封轴承节中所有静密封都是橡胶密封，所有动密封都是金属密封，密封圈1、密封圈9、密封圈13、密封圈14都是静密封的橡胶密封圈，橡胶密封圈的径向压缩量为橡胶密封圈断面直径的5～30％。
该密封轴承节工作时，泥浆沿外围泥浆通道B通过轴承节。当滚动轴承组所在的密封油腔中的润滑油漏失时，储油密封油腔A中的润滑油在泥浆压力作用下不断地通过油孔流入滚动轴承组所在的密封油腔，保证滚动轴承始终在油浴状态下工作。该密封轴承节工作时，密封圈1、壳体3、弹簧4、金属密封静环5、卡簧8、密封圈9、密封套10、密封圈13)、、密封圈14、相对外壳2静止不动，而金属密封动环6、轴套12、传动轴11、相对外壳2旋转运动。该动力钻具金属端面密封轴承节可以承受双向轴向力。
Claims (9)
1．动力钻具金属端面密封结构，由密封圈(1)、外壳(2)、壳体(3)、弹簧(4)、金属密封静环(5)、金属密封动环(6)、向心球轴承(7)、卡簧(8)、密封圈(9)、密封套(10)、传动轴(11)、轴套(12)、密封圈(13)、密封圈(14)组成，其特征在于：传动轴(11)上有轴套(12)，外壳(2)内有壳体(3)，其间有密封圈(1)，金属密封静环(5)与壳体(3)连接，金属密封静环(5)与壳体(3)之间有密封圈(14)，金属密封静环(5)上有弹簧(4)，金属密封动环(6)通过向心球轴承(7)相对于金属密封静环(5)在壳体(3)中居中，金属密封动环(6)与轴套(12)连接，金属密封动环(6)与轴套(12)之间有密封圈(13)，向心球轴承(7)下端上有卡簧(8)，密封套(10)与壳体(3)之间有密封圈(9)。
2．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：金属密封动环(6)内表面与轴套(12)外表面之间有径向间隙，其值大于传动轴(11)的最大径向跳动位移值。
3．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：金属密封动环(6)与轴套(12)之间的连接以及金属密封静环(5)与壳体(3)之间的连接是凸肩花键连接，并且是可动的。
4．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：金属密封静环(5)外表面有密封槽，金属密封动环(6)内孔有密封槽。
5．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：密封套10上有密封槽。
6．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：弹簧(4)置于金属密封静环5的密封面相反的一端。
7．根据权利要求6所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：弹簧(4)的数量为20～60根。
8．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：壳体(3)上有通油孔，壳体(3)外表面有一密封槽。
9．根据权利要求1所述的动力钻具金属端面密封结构，其特征在于：轴承节中的静密封为橡胶密封，动密封为金属密封，橡胶密封圈的径向压缩量为橡胶密封圈断面直径的5～30％。
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| CN103068505A (zh) * | 2009-12-23 | 2013-04-24 | 高级交互材料科学有限公司 | 热等静压压制中或涉及热等静压压制的改进 |
| CN105328798A (zh) * | 2014-07-14 | 2016-02-17 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 动力设备、铣槽机驱动装置及铣槽机 |
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