[發(fā)明專(zhuān)利]牙輪鉆頭專(zhuān)用密封圈及其牙輪鉆頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310742840.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103670282A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玉旺;胡友生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津立林鉆頭有限公司
• 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: 徐慰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種牙輪鉆頭專(zhuān)用密封圈及其牙輪鉆頭。

背景技術(shù)

牙輪鉆頭是在地殼中破碎巖石的一種工具，廣泛應(yīng)用與石油、天然氣鉆井以及其他礦用鉆探等領(lǐng)域。隨著石油資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，常規(guī)鉆井可開(kāi)采的油井?dāng)?shù)量越來(lái)越少，開(kāi)采的難度越來(lái)越大，采用非常規(guī)鉆井開(kāi)發(fā)的油井越來(lái)越多，定向井、斜井、大位移井、水平井、分支井等特殊工藝井在石油開(kāi)采中所占的比例越來(lái)越大，從而使使用井下動(dòng)力鉆具的機(jī)會(huì)更多時(shí)間更長(zhǎng)，由動(dòng)力鉆具加轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)的復(fù)合鉆井方式得到越來(lái)越廣泛的使用，其特點(diǎn)就是鉆頭轉(zhuǎn)速有了較大的提高，已經(jīng)超過(guò)原轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井的2-3倍，達(dá)到250-300轉(zhuǎn)/分鐘。基于此，要求現(xiàn)代牙輪鉆頭必須在高轉(zhuǎn)速下保持長(zhǎng)的壽命，以減少鉆井起下鉆的次數(shù)，降低非鉆井時(shí)間，提高鉆井效率和降低鉆井成本。

而現(xiàn)行的牙輪鉆頭軸承密封件，主要有橡膠圈密封和金屬端面密封。橡膠圈密封是利用橡膠良好的塑性變形能力，給密封圈以一定的壓縮變形來(lái)保證密封。單純的橡膠圈密封雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；但是摩擦力大、發(fā)熱量大、不能適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使用時(shí)間短，致使密封早期失效，進(jìn)而使整個(gè)牙輪鉆頭過(guò)早報(bào)廢。而金屬端面密封它由金屬環(huán)、橡膠圈等組成密封件。其中橡膠圈作為功能圈和靜密封圈，金屬環(huán)承擔(dān)動(dòng)密封。其優(yōu)點(diǎn)是密封件摩擦力小、適應(yīng)高速能力強(qiáng)；但是密封元件多，占用空間多，系統(tǒng)復(fù)雜，制造精度要求高，組裝工藝繁瑣，限制了使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種牙輪鉆頭專(zhuān)用密封圈及其牙輪鉆頭，保證了密封區(qū)域的良好潤(rùn)滑，提高密封圈的使用壽命。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種牙輪鉆頭專(zhuān)用密封圈，其特征在于：包括圓環(huán)形橡膠基體、所述橡膠基體內(nèi)徑周向設(shè)有儲(chǔ)油槽，所述儲(chǔ)油槽深度小于橡膠基體截面寬度，所述儲(chǔ)油槽寬度小于所述橡膠基體的截面厚度。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)油槽為至少一條。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)油槽為連續(xù)排列或間斷排列。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)油槽在同一圓環(huán)上或交叉排列。

優(yōu)選地，所述橡膠基體的截面為長(zhǎng)圓形截面、圓形截面或矩形截面。

一種牙輪鉆頭，包括牙輪、牙掌以及用于將所述牙輪和牙掌固定的定位鋼球，所述牙掌與牙掌軸銜接根部設(shè)有牙輪孔槽，所述牙輪孔槽中設(shè)有密封圈，其特征在于：?所述密封圈包括圓環(huán)形橡膠基體、所述橡膠基體內(nèi)徑周向設(shè)有儲(chǔ)油槽，所述儲(chǔ)油槽深度小于橡膠基體截面寬度，所述儲(chǔ)油槽寬度小于所述橡膠基體的截面厚度。

本發(fā)明的有益效果是:?1、適應(yīng)高速能力強(qiáng)。帶儲(chǔ)油功能的牙輪鉆頭軸承密封圈與傳統(tǒng)的牙輪鉆頭軸承橡膠圈密封相比，帶儲(chǔ)油功能的牙輪鉆頭軸承密封圈的儲(chǔ)油槽可以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑脂，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中摩擦系數(shù)低，發(fā)熱量低，可適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速。2、現(xiàn)行的金屬密封裝置繁雜、元件多，增加了制造工序和成本。用帶儲(chǔ)油功能的軸承密封圈做牙輪鉆頭密封元件，制造簡(jiǎn)單，減少了加工工序，產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，降低了制造成本。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，占用軸承空間小。與金屬端面密封相比本密封圈占用軸承空間相對(duì)小，節(jié)約了軸承空間，在承受大鉆壓時(shí)有一定的優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖?1為本發(fā)明牙輪鉆頭牙輪與牙掌及帶儲(chǔ)油功能的軸承密封圈的組裝結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明帶儲(chǔ)油功能的軸承密封圈中帶一條連續(xù)儲(chǔ)油槽的軸承密封圈的剖面結(jié)構(gòu)放大圖；?????

圖3為本發(fā)明帶儲(chǔ)油功能的軸承密封圈中帶間斷儲(chǔ)油槽的軸承密封圈的剖面結(jié)構(gòu)放大圖。

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)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。如圖1所示，本發(fā)明涉及的帶儲(chǔ)油功能的牙輪鉆頭軸承密封圈，與牙輪鉆頭結(jié)合使用，一種牙輪鉆頭由橡膠基體1，橡膠基體1上的儲(chǔ)油槽2及牙輪鉆頭中的牙輪4、牙輪4內(nèi)部的牙掌5，以及位于牙掌外側(cè)的定位鋼球6構(gòu)成，所述的帶儲(chǔ)油功能的軸承密封圈裝在牙輪鉆頭牙掌與牙掌軸銜接根部的牙輪孔槽8中，所述的定位鋼球6設(shè)置在牙輪和牙掌的“R”?槽之間。

圖1是本發(fā)明牙輪鉆頭牙輪與牙掌及帶儲(chǔ)油功能軸承密封圈的組裝結(jié)構(gòu)圖，橡膠基體1由丁腈橡膠、高飽和丁腈橡膠、?丙烯酸酯橡膠、?氟橡膠中的一種構(gòu)成或與聚四氟乙烯、?尼龍、?芳綸纖維、高硬度丁腈橡膠等組成復(fù)合橡膠圈構(gòu)成，封圈截面形狀為長(zhǎng)圓形截面、圓形截面，矩形截面等。如圖2示，儲(chǔ)油槽2設(shè)置在密封圈內(nèi)徑9周向，儲(chǔ)油槽2深度A小于密封圈截面寬度L，儲(chǔ)油槽2寬度B小于橡膠圈的截面厚度H，儲(chǔ)油槽2可設(shè)置一條槽也可設(shè)置多條槽，槽可以是連續(xù)的也可以是間斷的，可以是在同一圓環(huán)上也可以是交錯(cuò)的，或其它異型槽均可。