專利名稱：一種牙輪鉆頭軸承密封裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于石油天然氣勘探、礦石開采應用的密封裝置，具體涉及一種牙輪鉆頭軸承密封裝置。
背景技術：
隨著石油勘探開發向深部地層發展及鉆頭工藝技術的進步，對鉆頭的要求越來越高。要求鉆頭在高轉速、高鉆壓工況下，能持續作業。在此工況下，不僅對軸承副材料與結構有嚴格要求，軸承部位的密封要求也十分嚴格，金屬密封技術是適應目前高轉速、高鉆壓技術首選的牙輪鉆頭密封技術。目前牙輪鉆頭的金屬密封技術主要以雙金屬密封環技術為主，金屬密封環的材質為不銹鋼，從對鈍鉆頭的分析，可以發現多起牙輪鉆頭因密封失效而失效，其原因主要是由于金屬密封圈不耐磨引起密封表面粗糙，從而導致密封失效。另外， 不銹鋼材料的密封環加工難度大，熱處理變形大，廢品率高等問題，制約了金屬密封系列牙 輪鉆頭發展和推廣。
實用新型內容本實用新型提供了一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，該裝置耐磨性強、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，使用壽命長且較易制作，有效地保護了鉆頭軸承，降低了鉆井成本。為了達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，包含牙爪及牙輪，所述的牙輪和各密封部件分別通過牙輪內孔套接在牙爪軸頸上，其特點是，所述的牙輪內設有牙輪內孔，牙爪上包含牙爪軸頸，該裝置還包含牙爪密封部件及牙輪密封部件，所述的牙爪密封部件及牙輪密封部件設置在牙爪軸頸與牙輪內孔之間。所述的牙爪密封部件包含靜環及牙爪密封圈；所述的靜環加工有牙爪密封槽，所述的牙爪密封槽設置在靜環與牙爪軸頸之間；所述的牙爪密封圈安裝在牙爪密封槽上。所述的牙輪密封部件包含動環及牙輪密封圈；所述的動環與靜環端面接觸，該動環加工有牙輪密封槽，所述的牙輪密封槽設置在動環與牙輪內孔之間；所述的牙輪密封圈安裝在牙輪密封槽上。所述的靜環、動環至少有一種采用陶瓷材料制成，且該陶瓷可與牙爪密封圈或牙輪密封圈的橡膠硫化為一體。所述的牙爪密封圈及牙輪密封圈采用全氟醚橡膠材料制成硫化于密封槽上。所述的牙爪密封圈硫化安裝在牙爪密封槽上。所述的牙輪密封圈硫化安裝在牙輪密封槽上。本實用新型一種牙輪鉆頭軸承密封裝置與現有技術相比具有以下優點I、動環和靜環材質為陶瓷，硬度高、耐磨性能好，耐腐蝕、耐高溫能力強、抗沖擊，在高鉆速、高鉆壓的工況下動環和靜環的機械密封仍能保持良好的密封性能，能有效提高牙輪鉆頭軸承密封裝置的壽命。2、陶瓷密封環密度低，自潤滑性好，動環靜環間相對摩擦小，可提高牙輪鉆頭轉速、增加鉆井進尺。3、陶瓷動環和靜環成本低于常用硬質合金及不銹鋼，但性能卻相對優異，能在提高效率的同時降低鉆井成本。
圖I為本實用新型一種牙輪鉆頭軸承密封裝置的局部剖面圖；圖2為本實用新型一種牙輪鉆頭軸承密封裝置的局部放大剖面圖。
具體實施方式
下面結合圖f圖2詳細說明本實用新型的一種較佳實施例。如圖I所示，一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，包含牙爪I、牙輪2、牙爪密封部件及牙輪密封部件，牙爪I及牙輪2分別通過牙輪內孔套接在牙爪軸頸上，牙輪2內設有牙輪內孔，牙爪I上包含牙爪軸頸，牙爪密封部件及牙輪密封部件設置在牙爪軸頸與牙輪內孔之間。如圖2所示，所述的牙爪密封部件包含靜環41及牙爪密封圈42 ;所述的靜環41加工有牙爪密封槽，所述的牙爪密封槽設置在靜環41與牙爪I的牙爪軸頸之間，所述的牙爪密封圈42硫化安裝在牙爪密封槽上。所述的牙輪密封部件包含動環51及牙輪密封圈52 ;所述的動環51與靜環41端面接觸，該動環51加工有牙輪密封槽，所述的牙輪密封槽設置在動環51與牙輪3的牙輪內孔之間，所述的牙輪密封圈52硫化安裝在牙輪密封槽上。所述的靜環41、動環51至少有一種采用陶瓷材料制成，且該陶瓷可與牙爪密封圈42及牙輪密封圈52的橡膠硫化為一體。采用的陶瓷為釔穩定氧化鋯(ZrO2-Y2O3),氧化鋯是無機非金屬材料中性能較優越的材料，其耐腐蝕，耐高溫，耐磨損，且尤以其強度大、韌性高著稱。所述的牙爪密封圈42及牙輪密封圈52采用全氟醚橡膠材料制成，具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕的特點。請配合參見圖1，本實用新型現場應用時，牙爪I及牙輪2分別通過牙輪內孔套接在牙爪軸頸上，鋼球3從塞銷孔放入軸承后將塞銷4焊接固定，通過鋼球3將牙輪2保持在牙爪I軸頸上，潤滑孔給鉆頭軸承提供潤滑脂。牙輪內孔和牙爪軸頸之間裝有牙輪密封部件和牙爪密封部件，通過靜環41和動環51端面接觸，形成機械密封。牙輪密封圈52硫化套設在動環51上，工作時可隨牙輪2 —起轉動，從而實現動密封；牙輪密封圈52的作用能有效阻止軸承腔內潤滑脂外泄，以保證軸承的良好潤滑，同時潤滑密封面，增強了密封性。牙爪密封圈42套設在靜環41上，屬于靜密封，其作用能有效防止外部泥漿及巖屑浸入密封區域。牙輪密封和牙爪密封形成雙密封結構，提高了密封的可靠型。所述的牙輪密封圈52和牙爪密封圈42材料為耐高溫分子材料制成，如全氟醚橡膠等，能確保密封件的使用壽命。綜上所述，本實用新型一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，該裝置耐磨性強、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，使用壽命長且較易制作，有效地保護了鉆頭軸承，降低了鉆井成本。盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。權利要求1.一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，包含牙爪(I)和牙輪(2)、靜環(41)和牙爪密封圈(42)、動環(51)和牙輪密封圈(52)，所述的牙輪(2)、靜環(41)和動環(51)分別通過牙輪內孔套接在牙爪(I)的軸頸上，其特征在于，所述的牙輪(2 )內設有牙輪內孔，牙爪(I)上包含牙爪軸頸，該裝置還包含牙爪密封部件及牙輪密封部件，所述的牙爪密封部件及牙輪密封部件設置在牙爪軸頸與牙輪內孔之間。
2.根據權利要求I所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的牙爪密封部件包含靜環(41)及牙爪密封圈(42)； 所述的靜環(41)加工有牙爪密封槽，所述的牙爪密封槽設置在靜環(41)與牙爪(I)的牙爪軸頸之間； 所述的牙爪密封圈(42)安裝在牙爪密封槽上。
3.根據權利要求I或2所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的牙輪密封部件包含動環(51)及牙輪密封圈(52)； 所述的動環(51)與靜環(41)端面接觸，該動環(51)加工有牙輪密封槽，所述的牙輪密封槽設置在動環(51)與牙輪(2)的牙輪內孔之間； 所述的牙輪密封圈(52)安裝在牙輪密封槽上。
4.根據權利要求3所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的靜環(41)、動環(51)至少有一種采用陶瓷材料制成，且該陶瓷可與牙爪密封圈(42)及牙輪密封圈(52)的橡膠硫化為一體。
5.根據權利要求4所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的牙爪密封圈(42)及牙輪密封圈(52)采用全氟醚橡膠材料制成。
6.根據權利要求2所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的牙爪密封圈 (42)硫化安裝在牙爪密封槽上。
7.根據權利要求3所述的牙輪鉆頭軸承密封裝置，其特征在于，所述的牙輪密封圈(52)硫化安裝在牙輪密封槽上。
專利摘要本實用新型公開了一種牙輪鉆頭軸承密封裝置，包含牙爪、牙輪、牙爪密封部件及牙輪密封部件，牙輪和各密封部件分別通過牙輪內孔套接在牙爪的軸頸上，牙輪內設有牙輪內孔，牙爪上包含牙爪軸頸，牙爪密封部件及牙輪密封部件設置在牙爪軸頸與牙輪內孔之間。牙爪密封部件包含靜環及牙爪密封圈；靜環加工有牙爪密封槽，牙爪密封槽設置在牙爪軸頸與靜環之間；牙爪密封圈安裝在牙爪密封槽上。牙輪密封部件包含動環及牙輪密封圈；動環加工有牙輪密封槽，牙輪密封槽設置在牙輪內孔與動環之間；牙輪密封圈安裝在牙輪密封槽上。該裝置耐磨性強、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，使用壽命長且較易制作，有效地保護了鉆頭軸承，降低了鉆井成本。
文檔編號E21B10/25GK202483445SQ20122013625
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者彭光華, 畢東杰, 涂能安 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 江西飛龍鉆頭制造有限公司