SU1093778A1

SU1093778A1 - Торцовое уплотнение вала забойного двигател

Info

Publication number: SU1093778A1
Application number: SU802892855A
Authority: SU
Inventors: Валериан Петрович Шумилов; Ефим Анчельевич Герцбарг; Игорь Леонидович Константинов; Гелий Мейерович Никитин; Юрий Константинович Тольский
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1984-05-23

Abstract

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее две контактные пары, образованные центральным кольцом, закрепленным с возможностью осевого перемещени , и двум периферийными уплотнительными кольцами, контактирующими с ним по торцовым поверхност м , и узел, обеспечивающий этот контакт, отличающеес тем, что, с целью повышени его надежности, износостойкости и герметизирующей способности при работе в услови х вибраций и относительных перемещений вала и корпуса при повышенных перепадах давлени абразивного бурового раствора, узел, обеспечивающий контакт торцовых поверхностей уплотнительных колец, выполнен в виде винтового сочленени по крайней мере одного из периферийных.уплотнительных колец с корпусом или валом. и установлен- с возможностью взаимодействи с ведущим элементом трени . (Л с ср О9 4J 00

Description

Изобретение относитс к устройствам дл бурени нефт ных и газовых скважин, в частности к конструкци м улотнений валов забойных двигателей.

Известно уплотнительное устройство вала забойного двигател , содержащее контактные кольца торцового уплотнител , одно из которых жестко закреплено на валу, другое установлено в корпусе с возможностью осевого перемещени , при этом в полом валу забойного двигател ниже плоскости контакта по оси имеютс дренажные отверсти 1.

Heдoctaткoм этого устройства вл етс то, что при вибрации имеетс опасность размыкани контакта колец торцового .уплотнени , увеличивающа утечки промывочной жидкости и ускор юща износ рабочих поверхностей уплотнени .

Известно торцовое уплотнение, содержащее две контактные пары, образованные центральным уплотнительным кольцом (цель ным или составн.з1м), закрепленным с возможностью осевого перемещени , и двум периферийными уплотнительным и кольцами, контактирующими с ним по торцовым поверхност м , и узел, обеспечивающий этот контакт 2.

Однако, несмотр на более высокую герметизирующую способность двойного торцового уплотнени в сравнении с одинарным , устройство также подвержено опасности разгерметизации при вибраци х.

Целью изобретени вл етс порыщение надежности, износостойкости и герметизирующей способности торцового уплотнени вала забойного двигател при работе его в услови х вибраций и относительных перемещений вала и корпуса при повыщенных перепадах давлени абразивного бурового раствора.

Указанна цель достигаетс тем, что узел, обеспечивающий контакт торцовых поверхностей уплотнительных колец, выполнен в виде винтового сочленени по крайней мере одного из периферийных уплотнительных колец с корпусом или валом и установлен с возможностью взаимодействи с ведущим элементом трени .

На фиг. 1-3 представлены варианты исполнени торцового уплотнени ; на фиг. 4 - вариант ведущего элемента трени .

Торцовое уплотнение включает центральное уплотнительное кольцо 1 с двум торцовыми рабочими поверхност ми 2, закрепленное на валу 3 забойного двигател с возможностью осевого перемещени за счет соединени 4, защищенного уплотнительными элементами 5. Периферийные уплотни тельные кольца б сочленены с корпусом 7 с помощью узла 8, причем одно из них 9 может крепитьс жестко (фиг. 1 и 3). Узел 8 представл ет собой щлицевое, зубчатое или любое другое зацепление, обеспечивающее разложение окружного усили с возникновением его осевой составл ющей, т. е. соединение, выполненное по винтовой линии. Подвижно сочлененные периферийные кольца б оснащены уплотнительными элементами 10 и взаимодействуют с ведущими элементами 11 трени либо по цилиндрической поверхности (фиг. 1-3), либо по торцовой поверхности (фиг. 4). Ведущим элементом трени могут служить торцовые

рабочие поверхности 2 уплотнени , поджатые упругим элементом 12, размещенным, например, в центральном уплотнительном кольце 1 (фиг. 3), состо щим из двух подвижных относительно друг друга в осевом направлении частей.

Торцовое уплотнение может быть снабжено дренажным отверстием 1,3 вала 3 в зоне контакта первой рабочей пары. В случае отсутстви опасности защламовани возможна обратна схема, в которой центральное уплотнительное кольцо сочленено с корпусом , а периферийные кольца - с валом. При вращении вала 3 осева составл юща от разложени в винтовом соединении узла 8 силы трени между периферийными уплотнительными кольцами 6 и ведущими

элементами 11 трени прижимает рабочие кольца по торцовым поверхност м 2 и преп тствует протоку жидкости в рабочих парах независимо от вибраций и осевых взаимных перемещений вала 3 и корпуса 4.

В варианте с упругим элементом 12, последний исключает разгерметизацию уплотн емой полости в случае ее недопустимости (например, в маслонаполненных конструкци х ) . Наличие ведущего элемента трени в этом случае необ зательно, так как его

роль выполн ют торцовые рабочие поверхности 2.

Совместное действие винтового узла 8, ведущих элементов 11 трени и вощедщих в контакт рабочих торцовых поверхностей 2 обеспечивает автоматически регулируемую

плотность контакта торцового уплотнени в зависимости от условий трени в нем и независ щую от таких внещних факторов, как вибраци и осевое перемещение корпуса и вала. .

Предлагаемое торцовое уплотнение обладает в сравнении с известными более высокой герметичностью в услови х вибраций и абразивной среды и, как следствие этого, повыщенной стойкостью армирующего сло торцов за счет снижени количества проникающих абразивных частиц в полость стыка пары и исключени гидроабразивного износа . Применение торцового уплотнени в забойных двигател х со щпиндел ми как открытого типа, так и маслонаполненных, позволит повысить стойкость опор, а также

показатели бурени в услови х пониженных расходов бурового раствора и повыщенных вибраций т. е. в глубоком бурении.

Claims

ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержа- i щее две контактные пары, образованный ' центральным кольцом, закрепленным с возможностью осевого перемещения, и двумя периферийными уплотнительными кольцами, контактирующими с ним по торцовым поверхностям, и узел, обеспечивающий этот контакт, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности, износостойкости и герметизирующей способности при работе в условиях вибраций и относительных перемещений вала и корпуса при повышенных перепадах давления абразивного бурового раствора, узел, обеспечивающий контакт торцовых поверхностей уплотнительных колец, выполнен в виде винтового сочленения по крайней мере одного из периферийных уплотнительных колец с корпусом или валом и установлен. с возможностью взаимодействия с ведущим элементом -трения.

Фиг1