牙轮钻头密封装置的制作方法

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种牙轮钻头密封装置。

背景技术：

在钻井和勘探工程中，常使用牙轮钻头作为钻井钻头，相较于普通钻头，牙轮钻头具有比压高、易于吃入土层以及破岩扭矩小等优点，在向牙轮钻头处加压的过程中，需要使用轴承件对高压润滑油进行密封，以避免钻井时外部泥浆挤压进入钻头连接件内部所引起的高压润滑油泄露或载荷失衡等问题。

现有的牙轮钻头常使用单金属密封结构，在牙轮钻头工作时，轴承部位一直处于高温高压环境中，而单金属密封结构中的o形密封橡胶圈、静密封环以及动密封环处均会发生相对位移，在应力作用下，o形密封橡胶圈的老化速度会大大增加，静密封环与动密封环接触面也可能会因为过度磨损导致密封失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够避免静密封环与动密封环的接触面过量磨损的牙轮钻头密封装置。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种牙轮钻头密封装置，其夹设于牙轮钻头的牙轮与牙掌轴颈之间，所述牙轮钻头密封装置包括：

限位组件，其套设于所述牙掌轴颈的外部，且所述限位组件与所述牙轮和所述牙掌轴颈围合形成密封空间；

动密封环，其套设于所述牙掌轴颈的外部并位于所述密封空间内，且所述动密封环的外周面与所述牙轮的内孔壁过盈配合，所述动密封环的第一端抵接于所述牙轮的内孔台肩；

静密封环，其套设于所述牙掌轴颈的外部并位于所述密封空间内，所述静密封环的第一端设有容置槽，所述容置槽的槽口端面抵接所述动密封环的第二端，所述容置槽内设有多个间隔设置的导油管，每一所述导油管的第一端口抵接所述动密封环的第二端，所述静密封环内设置有补油腔，每一所述导油管的第二端口与所述补油腔相连通。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，每一所述导油管的外部均套接有一承托柱。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，相邻两所述承托柱之间的间距为0.05mm～1mm。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，多个所述导油管等间隔设置。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述承托柱的长度与所述导油管的长度相等。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述承托柱为聚四氟乙烯承托柱。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述限位组件包括防脱块、u形支撑环和夹设于所述防脱块与所述u形支撑环之间的星型密封圈，所述静密封环的第二端抵接所述防脱块，所示u形支撑环夹设于所述静密封环与所述牙轮之间。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述防脱块朝向所述静密封环的表面设有弧形凹槽，所述动密封环的第二端设有弧形凸起，所述弧形凸起与所述弧形凹槽卡接配合。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述星型密封圈为聚四氟乙烯密封圈，所述u形支撑环为聚四氟乙烯支撑环。

如上所述的牙轮钻头密封装置，其中，所述补油腔的内壁上设有耐高温润滑涂料层。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型的牙轮钻头密封装置，通过设置补油腔和导油管，使得牙轮钻头在工作时，补油腔内的润滑剂能够通过导油管进入静密封环与动密封环的接触面，以减少两个接触面之间的摩擦，从而避免了过量磨损，并且，残留在动密封环与静密封环之间的多余润滑剂能够被重新吸入补油腔内，避免了润滑剂的浪费；

本实用新型的牙轮钻头密封装置，通过在导油管的外部套装承托柱，能够对导油管起到保护作用，并且，相邻两个承托柱之间具有一定间隙，一方面可储存剩余润滑剂，另一方面可减少平面间的接触面积，降低摩擦；

本实用新型的牙轮钻头密封装置，由防脱块、u形支撑环和星型密封圈组成的限位组件，大大增加了牙掌轴颈部分的密封效果。

本实用新型的牙轮钻头密封装置，承托柱、星型密封圈和u形支撑环均采用聚四氟乙烯制成，使得承托柱、星型密封圈和u形支撑环具有良好的耐压性和自润滑性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的牙轮钻头密封装置的结构示意图；

图2是动密封环、静密封环和防脱组件的组装结构示意图；

图3是图2中的a部放大结构示意图。

附图标号说明：

100、牙轮；

200、牙掌轴颈；210、长油孔；220、塞销；230、锁紧滚珠；

300、限位组件；310、防脱块；311、弧形凹槽；320、u形支撑环；330、星型密封圈；

400、动密封环；

500、静密封环；510、容置槽；520、补油腔；530、弧形凸起；

600、导油管；610、承托柱。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种牙轮钻头密封装置，其夹设于牙轮钻头的牙轮100与牙掌轴颈200之间，具体的，牙轮100套设于牙掌轴颈200的外部并与牙掌轴颈200之间形成环空，且由于牙轮100具有内孔台肩，使得环空成一侧封闭且另一侧敞开的结构，锁紧滚珠230从塞销220孔放入牙掌轴颈200后将塞销220焊接固定，通过锁紧滚珠230将牙轮100保持在牙掌轴颈200上，牙掌轴颈200上设有用于注入润滑脂的长油孔210，牙掌轴颈200与牙轮100安装方法以及具体注油方式均为现有技术，因此不再赘述，牙轮钻头密封装置包括限位组件300、动密封环400和静密封环500，其中：

限位组件300套设于牙掌轴颈200的外部，且限位组件300与牙轮100和牙掌轴颈200围合形成密封空间，具体的，限位组件300封堵环空的敞开侧，以使得牙轮100的内孔台肩、牙轮100的内表面、牙掌轴颈200的外周面和限位组件300共同围合形成密封空间；

动密封环400套设于牙掌轴颈200的外部并位于密封空间内，且动密封环400的外周面与牙轮100的内孔壁过盈配合，动密封环400的第一端抵接于牙轮100的内孔台肩，以使得动密封环400能够随牙轮100同步转动；

静密封环500套设于牙掌轴颈200的外部并位于密封空间内，限位组件300能对静密封环500起到限位作用，以使得静密封环500紧紧的抵靠动密封环400，形成动密封，防止润滑脂泄漏，静密封环500的第一端设有容置槽510，容置槽510的槽口端面抵接动密封环400的第二端，容置槽510内设有多个间隔设置的导油管600，每一导油管600的第一端口抵接动密封环400的第二端，静密封环500内设置有补油腔520，补油腔520内填充有润滑剂，每一导油管600的第二端口与补油腔520相连通，补油腔520内的润滑剂能通过导油管600进入动密封环400与静密封环500之间，以减少两个接触面之间的摩擦，避免过量磨损。

具体的，如图1和图2所示，在牙轮钻头工作时，动密封环400与静密封环500之间存在挤压应力，因此两者之间的导油管600会发生轻微形变，当导油管600被挤压时，其会轻微挤压补油腔520，从而导致补油腔520体积减小，补油腔520内的润滑剂即可通过导油管600流至动密封环400和静密封环500的接触面，以减少两个接触面之间的摩擦，当外界作用力消失时，在补油腔520的负压作用下，残留在动密封环400与静密封环500之间的多余润滑剂又可被重新吸入补油腔520内，以避免浪费润滑剂。

本实用新型提供的牙轮钻头密封装置，通过设置补油腔520和导油管600，使得牙轮钻头在工作时，补油腔520内的润滑剂能够通过导油管600进入静密封环500与动密封环400的接触面，以减少两个接触面之间的摩擦，从而避免了过量磨损，并且，当外界作用力消失时，残留在动密封环400与静密封环500之间的多余润滑剂能够被重新吸入补油腔520内，避免了润滑剂的浪费。

进一步，补油腔520的内壁设有耐高温润滑涂料层，以避免回流的润滑剂损毁补油腔520，同时确保补油腔520内的润滑剂不会贴服于补油腔520的腔壁上，其中耐高温润滑涂料层由耐高温润滑涂料制成，耐高温润滑涂料为现有技术，在此不再赘述。

在本实用新型的一种实施方式中，每一导油管600的外部均套接有一承托柱610，承托柱610能够对导油管600起到保护作用。

进一步，如图3所示，相邻两承托柱610之间的间距为0.05mm～1mm，即相邻两个承托柱610之间具有一定间隙，这样的结构，一方面可储存剩余润滑剂，另一方面可减少平面间的接触面积，降低摩擦。

进一步，多个导油管600等间隔设置，以使得润滑剂能够均匀的分布于动密封环400与静密封环500的接触面上。

进一步，如图3所示，承托柱610的长度与导油管600的长度相等，具体的，导油管600的第一端的端口与承托柱610的第一端面平齐，承托柱610的第一端抵接静密封环500，以增加导油管600与静密封环500之间的接触面积，从而提高导油管600与静密封环500之间连接的稳定性，导油管600的第二端的端口与承托柱610的第二端面平齐，导油管600通过承托柱610与补油腔520相接，以提高导油管600与补油腔520之间连接的稳定性。

再进一步，承托柱610为聚四氟乙烯承托柱610，即承托柱610采用聚四氟乙烯制成，使得承托柱610具有良好的耐压性和自润滑性。

在本实用新型的一种实施方式中，如图2所示，限位组件300包括防脱块310、u形支撑环320和夹设于防脱块310与u形支撑环320之间的星型密封圈330，静密封环500的第二端抵接防脱块310，u形支撑环320夹设于静密封环500与牙轮100之间，具体的，星型密封圈330的规格和u形支撑环320的规格相匹配，星型密封圈330活动卡设在u形支撑环320、限位块和静密封环500之间，防脱块310能对静密封环500与星型密封圈330起到限位和防脱作用；相较于普通o形密封圈，星型密封圈330的密封效果相对较好，并且在往复运动时不易出现滚动，使用寿命较长，u形支撑环320能提高星型密封圈330的稳定性，并且能避免星型密封圈330发生扭转或局部过度拉伸，此外，由防脱块310、u形支撑环320和星型密封圈330组成的限位组件300大大增加了牙掌轴颈200部分的密封效果。

进一步，防脱块310朝向静密封环500的表面设有弧形凹槽311，动密封环400的第二端设有弧形凸起530，弧形凸起530与弧形凹槽311卡接配合，即通过u形支撑环320进和弧形凹槽311对星型密封圈330起到限位作用。

进一步，星型密封圈330为聚四氟乙烯密封圈，u形支撑环320为聚四氟乙烯支撑环，以使得星型密封圈330和u形支撑环320具有良好的耐压性和自润滑性。

下面结合附图具体说明本实用新型的牙轮钻头密封装置的使用过程：

如图1、图2和图3所示，在牙轮钻头工作时，动密封环400与静密封环500之间存在挤压应力，因此两者之间的承托柱610会发生轻微形变，当承托柱610被挤压时，其会轻微挤压补油腔520，从而导致补油腔520体积减小，补油腔520内的润滑剂即可通过承托柱610内的导油管600流至动密封环400和静密封环500的接触面，以减少两个接触面之间的摩擦，当外界作用力消失时，在补油腔520的负压作用下，残留在动密封环400与静密封环500之间的多余润滑剂又可被重新吸入补油腔520内，以避免浪费润滑剂，由防脱块310、u形支撑环320和星型密封圈330组成的限位组件300大大增加了牙掌轴颈200部分的密封效果。

综上所述，本实用新型的牙轮钻头密封装置，通过设置补油腔和导油管，使得牙轮钻头在工作时，补油腔内的润滑剂能够通过导油管进入静密封环与动密封环的接触面，以减少两个接触面之间的摩擦，从而避免了过量磨损，并且，残留在动密封环与静密封环之间的多余润滑剂能够被重新吸入补油腔内，避免了润滑剂的浪费；

本实用新型的牙轮钻头密封装置，通过在导油管的外部套装承托柱，能够对导油管起到保护作用，并且，相邻两个承托柱之间具有一定间隙，一方面可储存剩余润滑剂，另一方面可减少平面间的接触面积，降低摩擦；

本实用新型的牙轮钻头密封装置，由防脱块、u形支撑环和星型密封圈组成的限位组件，大大增加了牙掌轴颈部分的密封效果。

本实用新型的牙轮钻头密封装置，承托柱、星型密封圈和u形支撑环均采用聚四氟乙烯制成，使得承托柱、星型密封圈和u形支撑环具有良好的耐压性和自润滑性。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。