一種牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置的製作方法
2023-10-04 03:36:19 3
專利名稱：一種牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於石油地質勘探領域的牙輪鑽頭，具體涉及一種牙 輪鑽頭磁力式金屬密封裝置。
背景技術：
牙輪鑽頭已廣泛應用於石油地質的鑽探領域。牙輪鑽頭主要由牙輪和牙掌 構成，為使牙輪鑽頭能在高鑽壓、高轉速下正常的工作並保持足夠長的使用壽 命，通常在牙輪與牙掌相連的軸承處設置金屬密封裝置。現有的金屬密封裝置 由金屬密封環、鑲套和橡膠供能圈構成，其中，鑲套內嵌於牙輪內腔，其上的 一個金屬密封面與金屬密 於金屬密封環與牙掌軸承 膠變形給金屬密封環提供 使用時間的延長會發生應 金屬密封的可靠性，另外 而產生的應力恢復有瞬間 國專利US7267186，採用在金屬密封環上安裝 一 個磁性材料，利用磁性材料的 磁力吸引來提供一種金屬密封環與鑲套之間的金屬密封面的密封接觸力。在該 專利中，磁性材料採用粘接劑粘接在金屬密封環的凹槽處，與軸承密封腔內的 潤滑劑接觸。由於磁性材料脆性非常高，在安裝及使用過程中，較小的外力及 碰撞都會導致磁性材料的脆裂，脆裂後的磁性材料碎片(粒)容易對金屬密封面 或軸承摩擦副產生嚴重的損壞；同時，磁性材料的耐腐蝕性較差，將磁性材料 暴露在潤滑劑中，由於受到潤滑劑中的水份或其他化學成份的腐蝕作用，也會 降低磁性材料性能從而影響金屬密封裝置的可靠性。 發明內容
本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術存在的不足而提 供一種密封性能好，可靠性高的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置。
本實用新型為解決上述提出的問題所釆用的技術方案為包括內嵌於牙輪 內腔的鑲套、與鑲套密封端面相配置的金屬密封環，安設在金屬密封環和牙掌
封環上的金屬密封面形成旋轉動密封，橡膠供能圈位 之間， 一方面起著靜密封的作用，另一方面，通過橡 一定的密封預應力。由於壓縮狀態的橡膠供能圈隨著 力松馳，使供能圈提供的密封預應力下降，從而降低 ，當橡膠發生突然的壓縮-松馳變化時，橡膠因變形 滯後現象，也會導致上述密封預應力的瞬間下降。美軸頸之間的橡膠供能圈，在金屬密封環密封端面開設有一個環形凹槽，在環形 凹槽中安設有磁性件，其不同之處在於所述的磁性件由設置外包覆層的磁性材 料構成。
按上述方案，所述的環形凹槽開設在金屬密封環密封端面內側。
按上述方案，所述的磁性件為環形磁性件；環形磁性件的外包覆層由截面 為U形的空心環圈構成，空心環圏中填裝磁性材料，在空心環圈的敞開端面塗 覆粘接劑層，通過粘接劑層與金屬密封環的環形凹槽底面相粘接。
按上述方案，所述的磁性件的外包覆層由金屬鋁、鋁合金、金屬銅、銅合 金、不導磁不鏽鋼或有機材料等不導磁材料構成。
本實用新型的有益效果在於1、磁性件設置外包覆層，對磁性材料起到 了很好的保護作用，即使發生脆裂，脆裂後的磁性脆屑因有包覆層的固定作用 而不會對金屬密封面或軸承摩擦副產生損壞；同時還可避免磁性材料與潤滑劑
的接觸，免受浸蝕，從而使得磁性材料得以保護；2、通過磁性件與鑲套的相 互吸引的磁力，使金屬密封環與鑲套保持持續的動態貼合密封力，彌補了現有 金屬密封技術中僅靠橡膠供能圈彈性而密封預應力不能持久的問題，從而進一 步提高金屬密封裝置的密封可靠性。
圖1為本實用新型一個實施例的一側剖視結構圖。 圖2為本實用新型另一個實施例的一側剖視結構圖。
具體實施方式
本實用新型的第一個實施例如圖1所示，包括有牙輪2和牙掌1，在牙輪 牙掌相連接的軸承處設置金屬密封裝置，所述的金屬密封裝置包括固定於牙輪 內腔的鑲套3，與鑲套密封端面相配置的圓形金屬密封環4，安設在金屬密封 環和牙掌軸頸之間的橡膠供能圈8，橡膠供能圈為0形密封圈；在金屬密封環 密封上部內側端面開設有一個側向環形凹槽，在側向環形凹槽中安設有磁性 件，所述的磁性件為環形磁性件；環形磁性件的外包覆層6由截面為U形的空 心環圈構成，空心環圈由合金鋁製成，空心環圈中填裝磁性材料5，在空心環 圈的敞開端面塗覆粘接劑層7，通過粘接劑層與金屬密封環的側向環形凹槽底 面相粘接。金屬密封環的上部密封端面與鑲套密封端面相貼合，構成金屬密封 裝置的動態滑動密封，金屬密封環下部設有一斜面，通過斜面與橡膠供能圈8相配置，構成金屬密封裝置的靜密封，防止巖屑及鑽井液進入密封腔，同時給 金屬密封環提供密封預應力。
本實用新型的另一個實施例如圖2所示，它與上一個實施例的不同之處在 於在金屬密封環4上的密封端面開設截面為U形的環形凹槽，環形凹槽中安設 有磁性件，磁性件通過粘接劑層7與金屬密封環的環形凹槽底面相粘接，同時 在環形凹槽的上端也塗覆粘接劑層7，使整個磁性件封裝在金屬密封環的環形
凹槽中。其它結構與上一個實施例相同。
權利要求1、一種牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，包括內嵌於牙輪內腔的鑲套、與鑲套密封端面相配置的金屬密封環，安設在金屬密封環和牙掌軸頸之間的橡膠供能圈，在金屬密封環密封端面開設有一個環形凹槽，在環形凹槽中安設有磁性件，其特徵在於所述的磁性件由設置外包覆層的磁性材料構成。
2、 根據權利要求1所述的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，其特徵 在於所述的環形凹槽開設在金屬密封環密封端面內側。
3、 根據權利要求1或2所述的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，其特徵在於所述的磁性件為環形磁性件；環形磁性件的外包覆層由截面為U形的空心環圈構成，空心環圈中填裝磁性材料，在空心環圈的敞開端 面塗覆粘接劑層，通過粘接劑層與金屬密封環的環形凹槽底面相粘接。
4、 根據權利要求1或2所述的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，其 特徵在於所述的磁性件的外包覆層由金屬鋁、鋁合金、金屬銅、銅合金、 不導磁不鏽鋼或有機材料構成。
5、 根據權利要求l所述的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，其特徵 在於在金屬密封環密封上部內側端面開設有一個側向環形凹槽，在側向 環形凹槽中安設有磁性件，所述的磁性件為環形磁性件；環形磁性件的 外包覆層由截面為U形的空心環圈構成，空心環圈由合金鋁製成，空心 環圈中填裝磁性材料，在空心環圈的敞開端面塗覆粘接劑層。
6、 根據權利要求3所述的牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置，其特徵 在於在金屬密封環上的密封端面開設截面為U形的環形凹槽，環形凹槽 中安設有磁性件，磁性件通過粘接劑層與金屬密封環的環形凹槽底面相 粘接，同時在環形凹槽的上端也塗覆粘接劑層，使整個磁性件封裝在金 屬密封環的環形凹槽中。
專利摘要本實用新型涉及一種牙輪鑽頭磁力式金屬密封裝置。包括內嵌於牙輪內腔的鑲套、與鑲套密封端面相配置的金屬密封環，安設在金屬密封環和牙掌軸頸之間的橡膠供能圈，在金屬密封環密封端面開設有一個環形凹槽，在環形凹槽中安設有磁性件，其特徵在於所述的磁性件由設置外包覆層的磁性材料構成。本實用新型在磁性件設置外包覆層，對磁性材料起到了很好的保護作用，即使發生脆裂，脆裂後的磁性脆屑因有包覆層的固定作用而不會對金屬密封面或軸承摩擦副產生損壞；同時還可避免磁性材料與潤滑劑的接觸，免受浸蝕，使磁性材料得以保護；彌補了金屬密封中僅靠橡膠供能圈彈性而密封預應力不能持久的問題，從而進一步提高金屬密封裝置的密封可靠性。
文檔編號E21B10/25GK201428382SQ20092008444
公開日2010年3月24日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者宋全勝, 楊忠新, 陳志華 申請人:江漢石油鑽頭股份有限公司