[實用新型]單金屬密封系統和浮動軸承系統結合的牙輪鉆頭軸承總成

有效

• 申請號: 201220448931.4
• 申請日: 2012-08-26
• 公開（公告）號: CN202946020U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 朱美麗
• 申請（專利權）人: 朱美麗
• 主分類號: E21B10/22
• 分類號: E21B10/22;E21B10/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于一種采礦及石油鉆探用牙輪鉆頭軸承總成，特別涉及一種單金屬密封系統和浮動軸承系統結合的牙輪鉆頭軸承總成。?

背景技術

隨著鉆井技術的發展以及鉆井深度的增加，特別是復合鉆井技術的應用，對主要鉆井工具-牙輪鉆頭的使用壽命及鉆井效率的要求越來越高，尤其是鉆頭軸承及密封能否適應高轉速鉆井的要求是關鍵。目前普遍使用的、傳統的橡膠密封鉆頭因橡膠密封圈直接與牙爪軸高速旋轉摩擦升溫快，易過早損壞造成密封失效。而孔、軸直接接觸組成的牙輪鉆頭普通軸承因孔、軸直接摩擦，在井下高壓、高轉速作用下摩擦面升溫快，使軸承腔內潤滑油失效，因此無法滿足高速鉆井及鉆深井的鉆井要求，雙金屬密封雖可滿足密封方面的要求，但由于兩個金屬密封環占用軸承的軸向空間較大，縮短了軸承的有效接觸長度，降低了軸承的承載能力。?

實用新型內容

為了克服上述橡膠密封普通軸承鉆頭和雙金屬密封鉆頭的不足，本實用新型提供了一種單金屬密封系統和浮動軸承系統結合的牙輪鉆頭軸承總成，它是在爪牙軸的根部和牙輪孔外端口之間安裝了鑲入牙輪內孔并與牙輪一起轉動的密封動環、O形密封圈及單金屬密封靜環，包括牙爪軸的根部曲面構成單金屬密封系統，形成了兩個靜密封面和一個由金屬面配對的動密封面；在牙爪軸與牙輪孔之間安裝了由減磨材料制成的大浮動套、小浮動套、止推墊構成浮動軸承系統，使軸承的摩擦面增加了一倍，從而降低了每個摩擦面的摩擦熱。該實用新型具有雙金屬密封摩擦系數小，耐高溫、高轉速的優點，克服了雙金屬密封占用軸向空間大、軸承承載能力低及橡膠密封和普通軸承不耐高壓、高轉速的缺點。?

實用新型的技術方案：?

1、牙輪裝在牙爪軸上，可繞牙爪牙軸轉動，在爪牙軸的根部和牙輪孔外端口之間安裝了鑲入牙輪內孔并與牙輪一起轉動的密封動環、單金屬密封靜環、O形密封圈，包括牙爪軸的根部曲面構成單金屬密封系統，O形密封圈被單金屬密封靜環內側表面壓縮于牙爪軸的根部曲面上，形成兩個靜密封面，O形密封圈被壓縮后產生的變形彈力使單金屬密封靜環的大端平面與密封動環的外端面緊貼在一起，形成動密封面，防止鉆井液進入軸承腔內。?

2、在牙爪軸與牙輪孔之間安裝了大浮動套、小浮動套、止推墊，包括牙爪軸的大軸、小軸、軸止推面及牙輪大孔、牙輪小孔、孔止推面構成浮動軸承系統。大浮動套的內、外表面分別與牙爪軸的大軸、牙輪大孔配合形成兩個圓柱滑動摩擦面，小浮動套的內、外表面分別與牙爪軸的小軸和牙輪小孔配合形成另外兩個圓柱滑動摩擦面，止推墊的兩個平面分別與牙爪軸的軸止推面和牙輪?的孔止推面配合形成兩個平面滑動的摩擦面。大浮動套、小浮動套及止推墊均處于浮動狀態，其轉動速度為零至牙輪的轉動速度之間。?

所述牙爪軸的根部曲面為傾斜曲面，其傾斜角b為30°～40°。?

所述單金屬密封靜環和密封動環是由馬氏體不銹鋼、高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷等材料制成.?

所述O形密封圈是由丁氰橡膠、氟橡膠等彈性材料制成。?

所述大浮動套，小浮動套及止推墊是由鈹青銅、錫青銅或鋅合金等減磨材料制成。?

所述大浮動套、小浮動套為柱狀圓環體，所述止推墊為片狀圓環體。?

所述單金屬密封靜環的大端有一平面和一斜面，其斜面傾斜角c大于5°～8°。?

所述單金屬密封靜環內側表面為由兩個圓弧凹面和一個圓弧凸面組成的傾斜曲面，其傾斜角a大于30°～40°。?

本實用新型的特點是：1、動密封面為金屬配對面，比橡膠密封耐高溫、高轉速，摩擦系數小，壽命長。2、比雙金屬密封占用軸向空間小，提高了軸承的承載能力。3、浮動軸承系統比孔、軸直接組成的普通軸承增加了一倍的摩擦面，從而減小了每個摩擦面的摩擦速度和摩擦熱，提高了軸承的壽命。?

附圖說明

圖1為本實用新型軸承總成結構示意圖；?

圖2為本實用新型軸承總成分解狀態示意圖；?

圖3為圖1的局部放大圖即單金屬密封系統結構示意圖；?

圖4為單金屬密封靜環的截面放大圖；?

圖5為單金屬密封靜環的剖視圖。?

附圖標記說明：?