JPH0115748Y2 - - Google Patents

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JPH0115748Y2
JPH0115748Y2 JP14731584U JP14731584U JPH0115748Y2 JP H0115748 Y2 JPH0115748 Y2 JP H0115748Y2 JP 14731584 U JP14731584 U JP 14731584U JP 14731584 U JP14731584 U JP 14731584U JP H0115748 Y2 JPH0115748 Y2 JP H0115748Y2
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shaft
retainer
drive collar
drive
seal
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  • Mechanical Sealing (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、地中を掘削する用途に主として使用
されるターボドリル(ダウンホールモータ)の下
部メカニカルシールに関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a lower mechanical seal of a turbo drill (downhole motor) mainly used for underground excavation.

従来の技術 第4図に示すように、筒状の本体1の一端側に
はタービン2を設け、このタービン2と連結した
シヤフト3先端のロータ4にビツト5を取付け、
図示しないマツドポンプから送られる泥水によつ
てタービン2を回転し、それによつてシヤフト
3、ロータ4、ビツト5を回転してビツト5で岩
盤に孔6(坑井)を穿孔すると共に、タービン2
を回転した泥水はシヤフト3の孔7を通過してビ
ツト5より噴出し、掘削した切粉を泥水化して孔
6と本体1の環状空間(アニユラス)8より地上
に圧送排土するターボドリルが知られている。
BACKGROUND ART As shown in FIG. 4, a turbine 2 is provided at one end of a cylindrical main body 1, and a bit 5 is attached to a rotor 4 at the tip of a shaft 3 connected to the turbine 2.
The turbine 2 is rotated by muddy water sent from a mud pump (not shown), which rotates the shaft 3, rotor 4, and bit 5, and the bit 5 drills a hole 6 (well) in the rock.
The muddy water that has been rotated passes through the hole 7 of the shaft 3 and is ejected from the bit 5, and the turbo drill turns the excavated chips into muddy water and pumps it to the ground through the hole 6 and the annular space (annulus) 8 of the main body 1. Are known.

この様なターボドリルにおいてはシヤフト3に
大きな負荷が作用するので、シヤフト3と本体1
との間に、シヤフト3を支持するラジアルベアリ
ング9及び流体差圧によるスラスト力を支持する
スラストベアリング10を設けると共に、これら
ラジアルベアリング9、スラストベアリング10
の潤滑油と外部流体(前記の泥水)とを遮蔽する
ためにシヤフト3と本体1との間には上部メカニ
カルシール11と下部メカニカルシール12とを
設けてある。
In such a turbo drill, a large load is applied to the shaft 3, so the shaft 3 and main body 1
A radial bearing 9 that supports the shaft 3 and a thrust bearing 10 that supports the thrust force due to the fluid pressure difference are provided between the radial bearing 9 and the thrust bearing 10.
An upper mechanical seal 11 and a lower mechanical seal 12 are provided between the shaft 3 and the main body 1 to shield lubricating oil and external fluid (the aforementioned muddy water).

前記下部メカニカルシール12には切粉を泥水
化して地上に圧送する泥水圧力が常に作用し、そ
の泥水の圧力は切粉排除を効果的に行なうために
高圧となつているので、下部メカニカルシール1
1は高圧に耐えるものでなければならない。
The lower mechanical seal 12 is constantly subjected to the pressure of muddy water that transforms chips into muddy water and pumps it to the ground, and the pressure of the muddy water is high in order to effectively remove chips.
1 must be able to withstand high pressure.

また、ターボドリルは曲げ掘り用としての使用
煩度が多く、この様にして使用するとシヤフト3
が変形し、コニカル偏心運動の原因となるので、
下部メカニカルシール12はコニカル偏心運動し
てもシール面が追随してシール面より密封液体が
漏洩しないようにすることが必要となる。
In addition, turbo drills are often difficult to use for bending and digging, and when used in this way, the shaft 3
deforms and causes conical eccentric movement,
It is necessary for the lower mechanical seal 12 to prevent the sealing liquid from leaking from the sealing surface because the sealing surface follows the conical eccentric movement.

第5図は従来の下部メカニカルシールの断面図
であり、本体1側のフローテイングシート13と
対向したシールリング14を断面L形状のドライ
ブカラー15に設け、ドライブカラー15をドラ
イブピン16を介してシヤフト3に固定したリテ
ーナ17に連結し、ドライブカラー15をスプリ
ング18で押してシールリング14をフローテイ
ングシート13に圧着している。
FIG. 5 is a sectional view of a conventional lower mechanical seal, in which a seal ring 14 facing the floating seat 13 on the main body 1 side is provided on a drive collar 15 having an L-shaped cross section, and the drive collar 15 is connected via a drive pin 16. It is connected to a retainer 17 fixed to the shaft 3, and the drive collar 15 is pressed by a spring 18 to press the seal ring 14 to the floating seat 13.

そして、シール面19で発生するトルクは圧
力・温度・油の種類・摺動材質等によつて異なる
が、20〜30Kg・mにもなる事があるので、ドライ
ブカラー15とリテーナ17の間隙は出来るだけ
短かくしてあり、またリテーナ17とドライブピ
ン16の接触部はドライブピン16の接触面圧を
下げるために長くして、前記の高トルクを伝える
ことができるようにしてある。
The torque generated at the seal surface 19 varies depending on the pressure, temperature, type of oil, sliding material, etc., but can reach 20 to 30 kg/m, so the gap between the drive collar 15 and the retainer 17 is It is made as short as possible, and the contact portion between the retainer 17 and the drive pin 16 is made long in order to reduce the contact surface pressure of the drive pin 16, so that the above-mentioned high torque can be transmitted.

考案が解決しようとする問題点 第6図に示すようにコニカル偏心運動、つまり
本体中心1′に対してシヤフト中心3′がθ度傾む
いて回転すると、第7図に示すようにシヤフト3
の傾むきによつてドライブピン16がリテーナ1
7に対して傾動してドライブカラー15も斜めに
なるから、シールリング14とフローテイングシ
ート13との間(つまり、シール面)が開口して
密封流体が漏洩する。
Problems to be Solved by the Invention When the shaft center 3' rotates with a conical eccentric movement as shown in Fig. 6, that is, the shaft center 3' is tilted by θ degrees with respect to the main body center 1', the shaft 3 moves as shown in Fig. 7.
Due to the inclination of the drive pin 16, the retainer 1
7 and the drive collar 15 also becomes oblique, the space between the seal ring 14 and the floating seat 13 (that is, the sealing surface) opens and the sealing fluid leaks.

つまり、フローテイングシート13は本体1側
に固定され、シールリング14側はシヤフト3と
ともに回転するので、シヤフト3がラジアルベア
リングを支点にしてたわむと、シールリング14
が追随できずにそのたわみ角相当分シール面19
がクサビ状に開口する。
In other words, the floating seat 13 is fixed to the main body 1 side, and the seal ring 14 side rotates together with the shaft 3, so when the shaft 3 bends around the radial bearing, the seal ring 14
could not follow the angle of deflection, and the seal surface 19
opens in a wedge shape.

問題点を解決するための手段及び作用 ドライブピンとリテーナとを回転方向には一体
となつて回転し、軸方向接着長さを短かくし、か
つ半径方向に切欠きを設け、この方向に相対変位
可能に連結し、ドライブカラーの内径側とシヤフ
ト側との隙間を大きくして、コニカル偏心運動が
加わつた時にシヤフトとリテーナとがドライブピ
ン及びドライブカラーに対して傾動変位してシー
ルリングが初期位置に維持するようにしたもの。
Means and action for solving the problem: The drive pin and retainer are rotated as one unit in the rotational direction, the axial bonding length is shortened, and a notch is provided in the radial direction, allowing relative displacement in this direction. The gap between the inner diameter side of the drive collar and the shaft side is increased so that when a conical eccentric movement is applied, the shaft and retainer are tilted relative to the drive pin and drive collar, and the seal ring returns to its initial position. What I tried to maintain.

実施例 第1図は下部メカニカルシールの断面図、第2
図は右側面図であり、リテーナ17は円板20の
周方向に等間隔に半径方向溝21を複数形成した
もので、その半径方向溝21に臨む円板20の部
分に外周面に開口した半径方向の切欠溝22が形
成され、この切欠溝22にドライブピン16の基
部を遊嵌すると共に、先部をドライブカラー15
に螺合連結してある。
Example Figure 1 is a sectional view of the lower mechanical seal, Figure 2 is a sectional view of the lower mechanical seal.
The figure is a right side view, and the retainer 17 has a plurality of radial grooves 21 formed at equal intervals in the circumferential direction of a disc 20, and an opening is formed on the outer circumferential surface of the disc 20 facing the radial grooves 21. A notched groove 22 in the radial direction is formed, and the base of the drive pin 16 is loosely fitted into this notched groove 22, and the tip is inserted into the drive collar 15.
are screwed together.

前記ドライブカラー15は筒体24とフランジ
25とによつて断面略L形状となり、そのフラン
ジ25のネジ孔26にドライブピン16の先部が
螺合してドライブピン16とリテーナ17の接触
点をドライブカラー15に近い位置にセツテイン
グしてあると共に、筒体24の内周側一側には環
状突起27を一体形成し、この環状突起27をシ
ヤフト3に嵌合したスリーブ28に当接してスリ
ーブ28と内周面24aとの間に隙間S1を形成
し、ドライブカラー内径側とスリーブ28との隙
間を広くして、ドライブカラー15とスリーブ2
8、つまりシヤフト3とが相対変位し易くして
る。
The drive collar 15 has a substantially L-shaped cross section due to the cylindrical body 24 and the flange 25, and the tip of the drive pin 16 is screwed into the screw hole 26 of the flange 25 to form a contact point between the drive pin 16 and the retainer 17. In addition to being set at a position close to the drive collar 15, an annular projection 27 is integrally formed on one side of the inner peripheral side of the cylinder body 24, and this annular projection 27 comes into contact with a sleeve 28 fitted to the shaft 3, and the sleeve 28 and the inner circumferential surface 24a , and the gap between the drive collar inner diameter side and the sleeve 28 is widened, and the drive collar 15 and the sleeve 2
8, that is, it facilitates relative displacement with the shaft 3.

29はOリングである。 29 is an O-ring.

しかして、リテーナ17とドライブピン16と
は回転方向には一体となつて回転するが、半径方
向には相対的に変位できると共に、ドライブカラ
ー15はリテーナ28に対して相対的に傾動変位
し易くなるので、第3図に示すようにコニカル偏
心運動が加わるとシヤフト3とリテーナ28とは
リテーナ17とともにドライブピン16、ドライ
ブカラー15に対して傾動変位し、シールリング
14は初期姿勢を維持するからシール面19が開
くことがない。
Therefore, although the retainer 17 and the drive pin 16 rotate as one unit in the rotational direction, they can be relatively displaced in the radial direction, and the drive collar 15 is easily tilted and displaced relative to the retainer 28. Therefore, when a conical eccentric movement is applied as shown in FIG. 3, the shaft 3 and the retainer 28 are tilted and displaced together with the retainer 17 with respect to the drive pin 16 and the drive collar 15, and the seal ring 14 maintains its initial posture. The sealing surface 19 never opens.

考案の効果 コニカル偏心運動が加わつた時にシヤフト3と
リテーナ17とは一体となつてドライブピン16
及びドライブカラー15に対して傾動変位するか
ら、シールリング14は初期位置を維持してシー
ル面19が開くことがなく、密封流体の漏洩を防
止できる。
Effect of the invention When a conical eccentric movement is applied, the shaft 3 and the retainer 17 are integrated and the drive pin 16
Since the seal ring 14 is tilted and displaced relative to the drive collar 15, the seal ring 14 maintains its initial position and the seal surface 19 does not open, thereby preventing leakage of sealing fluid.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本考案の実施例を示す下部メ
カニカルシールの断面図、右側面図、第3図は動
作説明図、第4図はターボドリルの概略説明図、
第5図は従来の下部メカニカルシールの断面図、
第6図はコニカル偏心運動の説明図、第7図は不
具合説明図である。 1は本体、3はシヤフト、13にフローテイン
グシート、14はシールリング、15はドライブ
カラー、16はドライブピン、17はリテーナ。
1 and 2 are a sectional view and a right side view of a lower mechanical seal showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of operation, and FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a turbo drill.
Figure 5 is a cross-sectional view of a conventional lower mechanical seal.
FIG. 6 is an explanatory diagram of conical eccentric movement, and FIG. 7 is an explanatory diagram of a malfunction. 1 is the main body, 3 is the shaft, 13 is the floating seat, 14 is the seal ring, 15 is the drive collar, 16 is the drive pin, and 17 is the retainer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 本体1側のフローテイングシート13とシヤフ
ト3側のシールリング14とを摺接してシール面
19とし、シールリング14を支持するドライブ
カラー15に固着したドライブピン16とシヤフ
ト3側に固定したリテーナ17とを回転方向には
一体となつて回転し、かつ半径方向には相対変位
可能に連結すると共に、前記ドライブカラー15
の内径側とシヤフト3側との隙間S1を大きくした
ことを特徴とするターボドリルの下部メカニカル
シール。
A floating seat 13 on the main body 1 side and a seal ring 14 on the shaft 3 side are in sliding contact to form a seal surface 19, a drive pin 16 fixed to a drive collar 15 supporting the seal ring 14, and a retainer 17 fixed on the shaft 3 side. The drive collar 15 and
A lower mechanical seal for a turbo drill characterized by a larger gap S1 between the inner diameter side of the shaft 3 and the shaft 3 side.
JP14731584U 1984-10-01 1984-10-01 Expired JPH0115748Y2 (en)

Priority Applications (1)

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JP14731584U JPH0115748Y2 (en) 1984-10-01 1984-10-01

Applications Claiming Priority (1)

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JP14731584U JPH0115748Y2 (en) 1984-10-01 1984-10-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6162991U JPS6162991U (en) 1986-04-28
JPH0115748Y2 true JPH0115748Y2 (en) 1989-05-10

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JP14731584U Expired JPH0115748Y2 (en) 1984-10-01 1984-10-01

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JP (1) JPH0115748Y2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11255173B2 (en) 2011-04-07 2022-02-22 Typhon Technology Solutions, Llc Mobile, modular, electrically powered system for use in fracturing underground formations using liquid petroleum gas
US11391136B2 (en) 2011-04-07 2022-07-19 Typhon Technology Solutions (U.S.), Llc Dual pump VFD controlled motor electric fracturing system

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US11255173B2 (en) 2011-04-07 2022-02-22 Typhon Technology Solutions, Llc Mobile, modular, electrically powered system for use in fracturing underground formations using liquid petroleum gas
US11391136B2 (en) 2011-04-07 2022-07-19 Typhon Technology Solutions (U.S.), Llc Dual pump VFD controlled motor electric fracturing system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6162991U (en) 1986-04-28

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