JPS59226764A - 深井戸穿孔工具に関する長さ方向移動部材のための高圧シ−ル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 互いの長手方向変位の為の可動部材を有する深井戸穿孔
工具は各部拐間で移動する接触シール手段を必要とし、
そして該部材は例えばオイルで満たされた工具の工具内
部の環状室中への穿孔流動体の浸透を防ぐ。

このようなシール手段に於て生ずる差異のある圧力は、
長手方向に転置出来る工具部材のより下に配置された後
続の工具を通って、穿孔連続の内部流通仕切りから井戸
の環状空間中へのその途上での穿孔流動体の圧力低下の
みならず、部材の長手方向転置によって狭い均等な通路
を通してオイルの量の均等化の遅れの故に増進する内部
環状室中でのオイルの動圧にも依存する。

差異のある圧力はその上工具の寸法、温度同様にオイル
の粘度に依存し、そして１０００バールの圧力に達する
ことも可能である。

深井戸穿孔工具の現地での使用の結果は、高圧シール手
段に於て長手方向に転置可能の部材間に現われる欠陥が
これら工具の時ならぬ破損の主な理由として評価される
べきことを示している。

それ故に、多くの試みが多くの変化ある外形や材料の性
質からなる移動する接触シール手段を深井戸穿孔に用い
ることが行なわれている。そしてそれらは他の分野での
利用で十分にためされた。

しかしそのようなシール手段を用いた現地試用が使用寿
命の増大をリードすることはなかった。

〈発明の目的〉 故に、お互の間で変位可能な部材の為の高圧シール手段
を提供することが本発明の１つの目的であり、そして該
シール手段は既存の穿孔工具の寿命と相応して野外での
深井戸穿孔工具として使用寿命に予期した結果をもたら
し、そこに発生する限界条件に余裕を生じた。

〈発明の概要〉 本発明は深井戸穿孔工具の長手方向可動２部材に関する
高圧シール手段であり、第１部材の環状溝中に配設され
第２部材に対して支えている摩耗シールリングと、半径
方向に摩耗リングに初期応力を与えている加圧リングを
包含し、そしてシールリングは実質上その軸方向長さの
上に伸びている壁表面を有し、それは第２部材に対して
シールし、そして環状溝の一側で定位シール表面の選択
形態の為に、環状溝の両側間で転置出来るように環状溝
の幅より狭く、そして加圧リングは弾性材の締めつけて
シールするリングから形成され、該弾性材性空間に関し
てその中で半径方向に圧縮されて配設された大きな体積
を有する。そして加圧リングはシール壁表面に対して反
対側に位置するシールリングの壁衆面と環状溝底部の間
で圧縮されている。

シールリングのシール壁表面の軸方向長さによって、長
いシール距離が得られ、従って例えばシールされる長手
方向可動部材のでこほこ表面によって生ずる部分的漏れ
点に対して高い防護を生じ、シールリング内側にしわが
寄る。その上、高圧領域から低圧領域への圧力低下は軸
の直線差動に関して比較的に小さく保たれる。それによ
って、単位面積当りの必要圧力は摩擦によって生ずるシ
ール手段の材料内側の加熱が低下するように、既存のシ
ール手段の圧力と比較すれば引下げることが出来る。

わずかな自己発熱の結果、２４０℃の高温にまでなる非
常な穿孔深度での利用がそれ故に又可能である。

軸方向の普通より小さいシールリングの結果として、こ
れは環状溝内側で移動可能であり、高圧領域から隔った
特定の側面に向かってささえている。この方法で、高圧
は又環状溝に入ることが出来、そしてシール壁表面の反
対に位置するシールリングの壁表面上に作用する。シー
ル壁表面で部公的圧力は連続的に軸方向に下るのに対し
、反対側でさらされた壁表面を一定に維持し、そして端
部から軸方向に増加する圧力差によってシール壁表面の
接触圧を強化する半径方向圧力を生ずる。

同時に、加圧リング上の軸方向圧力が、反作用力が生じ
る結果として半径方向接触圧のために同時に増加する結
果になる溝壁に関して引起こされる。それによって配列
はある差異のある圧力で制御されているシールリングの
接触圧を保持する。

シールリングの側面が環状溝の両側に平行コースである
結果として、シール作用は共に軸方向に生ずる。側面の
溝底部の方への傾斜は更に実施例によれば、その上に軸
方向圧力の作用の分力によってシールリングのシール表
面の半径方向圧力全増加する。その上この溝の形態の結
果として、据付は又は使用を通じて部材の間違った混合
が又避けられる。好ましくは断面Ｖ字型の環状溝がシー
ルリングのシール壁表面に設けられ、すり減らす循環流
動体中に包まれる汚物の粒子を受止める役に立ちそして
同時に、その避けがたい表面のざらざらな結果としてそ
れらはしばしば第２部材にべったりくっつき、それらは
シール壁表面によって部分的に妨げられる。

これら環状溝と長いシール壁表面との組合せは又、それ
ぞれ短かい軸方向距離の上で、例えばシール作用がカス
ケードに於てその多数配置によって既存のシール手段で
達成することを試みることのみを可能にした。

結果として、かなり安い製造と維持が得られ、又代りに
同じ費用ではかなり高い信頼度と長い使用寿命が得られ
た。

好ましい実施例によって遂行される溝底部に対する側面
の移動回転は、シーリングリング上で予じめ応力を負荷
することと圧力の付加作用とが半径方向圧力に計画的に
変換されるように、加圧リングの為のより良い接触と軸
方向圧力の作用に対するより良い支持を可能にさせる。

加圧リングは好ましくはその半径厚みの４０チまで圧縮
される弾性０１Ｊングである。この値は通常のシール技
術に於ける変形の２倍以上であり、そして約５倍以上の
プレストレス応力を生じ、それは弾性変形とプレストレ
ス応力間の幾分二次の依存関係になっている。加圧リン
グの横断面積は実質上シールリングのその値と同じであ
る。

本発明による改良は、長手方向の移動の為に取付けられ
た部材に対する例えばパイプでの厳しい曲げ荷重と交番
曲げ荷重の結果によって穿孔作業中にしばしば生ずる半
径方向の突き合わせの場合に、シールリングの高い信頼
性の摩耗と体積変形を用意し、そしてそれはこの突き合
わせのためにシール表面の空間的適合を可能にさせ、そ
して同時に短時間で調節を達成する。その結果、シール
作用は不意の半径方向移動でさえ失なわれない。

シール手段の作用原理中に意識的に含まれた運動壁表面
の摩耗は、例えば材料の残りを荒作りすることによりす
り減った微片中を運動する間に他の部材の表面のざらざ
らから生じるすしを取除くことが予定されている。

壁表面のサイズとシーリングリング上している材料の摩
擦に合わせた抵抗とに関連してプレストレス応力は、現
在使われそうなあらゆる穿孔工具に関して目指されてい
るような寿命の達成を可能にする。

現代の材料で、このバルブは約２００から５００時間で
あり、Ｐ’Ｉ’ＦＩ　（ポリテトラフルオレエチレン）
はシールリング用材料として適性を備えている。

〈実施例〉 本発明の実施例を図に基づいて詳述する。

第１図のグラフは１１寸法が１１．２３吋のシロツクア
ブソーバ−の内外部分間で、速度Ｖで長手方向に移動さ
れる間の高圧シール手段での圧力Ｐのカーブを示してい
る。この圧力は、狭い均等化通路を通って、特にトルク
の伝達の為に必要なキー溝をつけた領域で且つ穿孔工具
の安定化装置の領域内で、量の均等化をなし遂げるため
のオイルの充満の結果化ずる。ハツチングで示された許
容誤差範囲は粘性の作用と充填オイルの温度とそして又
幾分かは製造上の許容誤差と穿孔工具内側の摩滅の結果
として生じる。

第２図は部分縦断面で、長手方向に移動可能の外側部材
１と内側部材２の関係を示している。外側部材１中に環
状溝３があり、該溝の側面４．５は長手軸に対して約８
０°の角度で溝の底部６の方にせばめられている。溝の
底部６自体は円筒表面を有し、両側面４．５に向きを変
えさせられて連なっている。環状溝３の内側部材２に隣
接した領域は、溝両側面４．５の軸方向スペースよりも
軸方向にみて短かくてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオレエ
チレン）Ｉ！！のシールリング７を包含している。

このシールリング７は溝３の側面４．５に平行に延びて
いる側面８．９と、円筒状外壁表面１０と、断面ｖ形に
された２つの環状溝１１．１２で中断されシール表面と
して役立つ円筒状内壁表面１３とを有している。

該表面１３は内側部材２に対して圧迫している。

溝底部６とシールリング７の外壁表面１０の間には弾性
０リングの形態のシール加圧リング１４が備えられてい
る。シール手段が新しい場合、このリングは断面が卵形
となるようにその原形の半径（１１） 方向厚さの約４０％まで圧縮される。

第３図は第２図に示されたと同じく高圧シール手段の圧
力と作用の関係を図解しており、初期には図の右側の圧
力Ｐ１が図の左側の圧力Ｐ２よりかなり高くなっている
。その結果、まず第一にシールリング７と加圧リング１
４が環状溝３の左手側４に対して圧迫し、静止シール手
段を形成する。

シールリング７の壁表面１３と内側部材２間の移動シー
ル手段は特に重大な部分を形成している。

まず、内壁表面１３下方に１５で示されたように、この
シール表面に沿って生じる圧力低下が工具の軸に沿って
実質上線状に広げる状態になっている。

シールリング７が軸方向に短かくなっている故に、より
高い圧力Ｐ、は又環状溝３中で効果が発揮出来、１６で
示されるようにシールリング７の外側壁表面１０上に力
を働かすことが出来る。この圧力はシールリング７の外
側壁表面１０と共に加圧リング１４の接触表面にまで絶
えず働くので、シールリング７の内側部材２に対する抑
圧をこの点で生じ左側への方向で増進する、そしてこの
圧（１２） 力は矢印１５と１６で示された部分圧での差異を生ずる
。同時に圧力Ｐ１は又、部分図示１８の如く、リング１
４の右手のさらされた表面で作用し、これを環状溝３の
左手側面４の方に押進める。

この影響力の結果、一方において力２２が断面卵形の加
圧リング１４の後部を円形に変える試ろみを起こし、他
方において側面４の傾きの結果又１９で示されるように
半径方向に加えられる分力を生ずる。

シールリング７上への半径方向に加えられる両方の力が
及ぶ結果、リング１４の固有の弾力は別として、その半
径方向の力がその圧力を内側部材２に対して横たわって
いる領域で更に図で左に著しく増強する。

結局、２０で示されるようにシールリング７の右手側９
上に及ぼされる圧力は、同様に環状溝３の左手側面４に
対してシールリング７の支持によりて２１で示されるよ
うに、半径方向の力に変えられ、そして更に圧力によっ
て支持力の増大に害与する。発生したシールリング７の
摩耗は、従って作用条件に対する最適の順応が達成され
た結果として、その上に作用する圧力作用の差異を表わ
す。

特に長い耐用寿命を得るために、従って本発明は又圧力
差が予じめ与えられた１０００バールに達しない有利さ
で使われることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は長手方向に移動する穿孔工具の２部材の速度対
圧力のグラフを示している。 第２図は穿孔工具の部分縦断面で本発明実施例を示して
いる。 第３図は圧力が入る結果としての圧力ポテンシャルと力
の作用を説明する第２図と同じ部分の略図を示す。 １・・・外側部材、　　　２・・・内側部材、３・・・
環状溝、　　　４．５・・・環状溝側面、６・・・溝底
部、　　　　　７・・・シールリング、８．９・・・シ
ールリング側面、１０・・・外壁表面、　１１、１２・
・・シールリングの環状溝、１３・・・内壁表面、　　
　１４・・・加圧リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１部材の環状溝中に配置されて第２部材に対して
   押している摩耗シールリングと、摩耗シールリングを半
   径方向にプレストレスしている加圧リングとを包含し、
   該レールリングは実質上その軸方向長さ上に延びている
   壁表面を有し、その壁表面が第２部材に対してシールし
   、そして環状溝の１側面の定位シール表面の選択形態の
   為に環状溝の両側面間で置き換え出来るように環状溝の
   幅よりも狭くなっており、そして加圧リングは弾性材の
   締めつけてシールするリングから形成されており、該弾
   性材は空間に関して半径方向に圧縮されて配置された大
   きな体積を有し、そして加圧リングはシールリングのシ
   ール壁表面の反対側に位置する壁表面と環状溝底部との
   間で圧縮されていることを特徴とする深井戸穿孔工具の
   長手方向に可動の２部材間の高圧シール方法。 ２、　シールリングの第２部材に対して押している壁表
   面が環状溝を備えている特許請求の範囲第１項記載のシ
   ール方法。 ３、　シールリングの環状溝がＶ聖断面を有している特
   許請求の範囲第２項に記載のシール方法。 ４、　シールリングを収容している環状溝がその底部の
   方に狭くなった両側面によって断面台形にになっており
   、そしてシールリングが環状溝の隣接側面に対して平行
   に延びている側面な有している特許請求の範囲第１項か
   ら第３項のいずれかに記載のシール方法。 ５、溝底部への環状溝両側面の転向がアーチ状であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれかに記載のシール方法。 ６、　シールリングを収容している環状溝が第２部材を
   取巻いている第１部材中にある特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までのいずれかに記載のシール方法。 ７、　加圧リングがすり減っていないシールリングと同
   じ大きさ、好壕しくはシールリングの断面積の５０チか
   ら１００％の間の大きさの断面積を有する０リングの形
   状で構成され、据付けられた状態でその初めの厚さの約
   ４０チまで半径方向に圧縮されている特許請求の範囲第
   １項から第６項までのいずれかに記載のシール方法。 ８、　シールリングがポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
   ＴＦＥ）で作られている特許請求の範囲第１項から第６
   項までのいずれかに記載のシール方法。