[實(shí)用新型]旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120122742.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202039776U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝西奎;張明鑫;郭慧;楊立佳;趙明起
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津立林石油機(jī)械有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B10/25
• 分類(lèi)號(hào): E21B10/25
• 代理公司: 天津市三利專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種密封圈，尤其涉及一種用于石油、地質(zhì)鉆井機(jī)械軸承的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈。

背景技術(shù)

由于石油資源不斷開(kāi)發(fā)，常規(guī)可采資源數(shù)量越來(lái)越少，已逐漸向更深層的石油開(kāi)采，開(kāi)采難度不斷加大，對(duì)鉆井機(jī)械的使用要求越來(lái)越高，以往的常規(guī)鉆井機(jī)械密封使用狀況已經(jīng)不能滿足石油鉆井鉆探的使用需求。在石油天然氣鉆井中影響牙輪鉆頭使用壽命的關(guān)鍵因素便是軸承系統(tǒng)的壽命，即軸承壽命和密封壽命。在新技術(shù)的改革引領(lǐng)下鉆頭井下鉆速不斷提高，現(xiàn)在已提高至原來(lái)的2到3倍，這對(duì)于鉆頭的橡膠密封來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的單材橡膠密封圈在這種高轉(zhuǎn)速下，其耐溫和耐磨性能都難以達(dá)到使用要求，牙掌軸與密封圈內(nèi)圈間的摩擦系數(shù)較大，長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)致密封圈失效。盡管后期又陸續(xù)出現(xiàn)了雙材橡膠圈、金屬骨架密封圈，但經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)在高轉(zhuǎn)速下密封圈的高溫耐磨性能的不足成為影響密封壽命的關(guān)鍵因素，進(jìn)而影響鉆頭的整體使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供生產(chǎn)一種能夠適應(yīng)井下高溫高速運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，在保證密封力的前提下提高密封圈的耐磨性能，從而延長(zhǎng)鉆頭使用壽命。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體，其特征在于：所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層、支撐層、預(yù)壓層，所述耐磨層由若干根纖維線和膠漿或熱膠粘劑構(gòu)成，所述膠漿或耐熱膠黏劑填充在纖維線間。

所述纖維線為環(huán)形纏繞或簾布式編織，與支撐層緊密結(jié)合。

所述預(yù)壓層厚度占密封圈本體總厚度的3/5到5/6。

所述纖維線沿密封圈本體的徑向方向至少為一層。

所述支撐層選用邵氏硬度為75A到95A的橡膠。

所述預(yù)壓層選用邵氏硬度為50A到80A橡膠。

所述纖維線為粘膠纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維中的任意一種。

有益效果:?與現(xiàn)有的牙輪鉆頭密封圈相比，本實(shí)用新型的內(nèi)圈與牙掌軸在周向旋轉(zhuǎn)面摩擦系數(shù)降低了40%以上，耐磨性能提高了2到3倍，同時(shí)本實(shí)用新型的密封圈允許初始?jí)嚎s率低，減小了密封圈對(duì)牙掌軸的磨損，從兩方面同時(shí)提升密封時(shí)間，減緩密封失效，能夠解決牙輪鉆頭在高溫高轉(zhuǎn)速下的密封短時(shí)間失效問(wèn)題。本實(shí)用新型的內(nèi)圈的高硬度和超強(qiáng)耐磨性提高了密封圈抵抗外力破壞的能力，少量巖石顆粒進(jìn)入密封系統(tǒng)也不會(huì)給密封圈帶來(lái)致命損傷。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型截面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型安裝位置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。如圖所示，一種旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體1，所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層2、支撐層3、預(yù)壓層4，即依次是內(nèi)圈、中間層、外圈。所述耐磨層均布有若干根纖維線2-1，所述纖維線間填充有膠漿或耐熱膠黏劑2-2，膠漿或熱膠黏劑將纖維線固定。增加膠漿或熱膠黏劑是為了提高耐磨層的光滑度，以將低耐磨層與牙掌軸5的摩擦系數(shù)。在膠漿或熱膠黏劑中布纖維線是為了增強(qiáng)耐磨層的耐磨性。所述纖維線為環(huán)形纏繞或簾布式編織，與支撐層緊密結(jié)合。根據(jù)所需，所述纖維線沿密封圈本體的徑向方向至少為一層。纖維線為粘膠纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維中的任意一種。所述支撐層在密封圈本體的中間，采用高硬度、低壓縮橡膠，即邵氏硬為75A到95A的橡膠，起到對(duì)耐磨層的支撐作用。所述預(yù)壓層在密封圈本體的最外圈，采用低硬度高彈性橡膠，即邵氏硬度為50A到80A橡膠，所占厚度較大，為密封圈提供預(yù)緊力，預(yù)壓層厚度占密封圈本體總厚度的3/5到5/6。與現(xiàn)有的牙輪鉆頭密封圈相比，本實(shí)用新型的內(nèi)圈與牙掌軸在周向旋轉(zhuǎn)面摩擦系數(shù)降低了40%以上，耐磨性能提高了2到3倍，同時(shí)本實(shí)用新型的密封圈允許初始?jí)嚎s率低，減小了密封圈對(duì)牙掌軸的磨損，從兩方面同時(shí)提升密封時(shí)間，減緩密封失效，能夠解決牙輪鉆頭在高溫高轉(zhuǎn)速下的密封短時(shí)間失效問(wèn)題。本實(shí)用新型的內(nèi)圈的高硬度和超強(qiáng)耐磨性提高了密封圈抵抗外力破壞的能力，少量巖石顆粒進(jìn)入密封系統(tǒng)也不會(huì)給密封圈帶來(lái)致命損傷。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。