一种牙轮钻头双排燕尾密封结构.pdf

本发明一种牙轮钻头双排燕尾密封结构，由牙轮、轴承、双排燕尾密封圈组成；所述双排燕尾密封圈为两个燕尾密封圈组合为一体结构，底面为大端面，顶面为小端面，提高了自密封性能，防止双排燕尾密封圈发生扭曲、转动、振动。沿着轴向顶面和底面均为圆弧凸起和圆弧凹槽的组合结构，通过多个圆弧凸起密封，有效减小了密封面积，实现了多级密封，凹槽便于储存润滑脂。沿着径向双排燕尾密封圈的两侧为斜面与圆弧组合的对称结构，减小了应力集中，通过多个凸起实现多级密封，斜面具有变形自动补偿功能。双排燕尾密封圈的中间为两个相同结构的孔，由圆弧与斜面组成，斜面的斜度与外侧的斜面斜度相同，顶面为圆弧，底面为平面，减小了应力集中。

1.一种牙轮钻头双排燕尾密封结构，由牙轮(2)、轴承(5)、双排燕尾密封圈(6)组成，位
于牙轮(2)与轴承(5)组成的密封腔内，其特征在于：所述双排燕尾密封圈(6)为两个燕
尾密封圈组合为一体结构，底面为大端面，顶面为小端面，提高了自密封性能，防止双排燕
尾密封圈(6)发生扭曲、转动、振动；沿着轴向顶面和底面均为圆弧凸起和圆弧凹槽的组合
结构，通过多个圆弧凸起密封，有效减小了密封面积，实现了多级密封，凹槽便于储存润滑
脂；沿着径向双排燕尾密封圈(6)的两侧为斜面与圆弧组合的对称结构，减小了应力集中，
减小了密封圈的破坏，通过多个凸起实现多级密封，斜面具有变形自动补偿功能；双排燕尾
密封圈(6)的中间为两个相同结构的孔，由圆弧与斜面组成，斜面的斜度与外侧的斜面斜度
相同，顶面为圆弧，底面为平面，有效减小了应力集中。

一种牙轮钻头双排燕尾密封结构

技术领域

本发明涉及适用于石油钻井、地质勘探的一种牙轮钻头双排燕尾密封结构，属于牙轮钻头轴
承密封领域。

背景技术

牙轮钻头是钻井勘探中最重要的一种钻具，应用十分广泛，在钻头市场中占有重要的位置。
密封是牙轮钻头最关键的部件也是易损件，密封系统性能直接决定了牙轮钻头的使用寿命，
密封寿命较短，失效严重，严重影响了钻井工程。牙轮钻头密封的主要问题是：一是密封圈
的接触面积较大，加之井底的高温，使得摩擦力及摩擦热就会急剧增加，加速了密封圈的老
化磨损。二是密封腔小，很难实现多级密封，单级密封可靠性较差。三是金属浮动密封的金
属密封面磨损后无法实现自动补偿功能，不能保证有效密封。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有牙轮钻头密封结构的不足，特提供一种牙轮钻头双排燕尾密封
结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明一种牙轮钻头双排燕尾密封结构，由牙
轮、轴承、双排燕尾密封圈组成；所述双排燕尾密封圈为两个燕尾密封圈组合为一体结构，
底面为大端面，顶面为小端面，提高了自密封性能，增加了密封的稳定性，防止双排燕尾密
封圈发生扭曲、转动，减小了振动。沿着轴向顶面和底面均为圆弧凸起和圆弧凹槽的组合结
构，通过多个圆弧凸起密封，有效减小了密封面积，实现了多级密封，凹槽便于储存润滑脂。
沿着径向双排燕尾密封圈的两侧为斜面与圆弧组合的对称结构，减小了应力集中，减小了密
封圈的破坏，通过多个凸起实现多级密封，斜面具有变形自动补偿功能。双排燕尾密封圈的
中间为两个相同结构的孔，由圆弧与斜面组成，斜面的斜度与外侧的斜面斜度相同，顶面为
圆弧，底面为平面，有效减小了应力集中。

本发明的优点是：1、牙轮钻头双排燕尾密封结构的底面为大端面，顶面为小端面，增加了密
封的稳定性，防止发生转动、扭曲、振动；2、双排燕尾密封圈采用斜面与圆弧组合，既减小
了接触面积，减小了摩擦力与摩擦热，又减小了应力集中，提高了密封寿命；3、沿着径向和
轴向，通过双排燕尾密封圈的多个圆弧凸起密封，实现了多级密封，提高了密封的可靠性；4、
圆弧凹槽可以储存润滑脂，提高了润滑性能；5、双排燕尾密封圈截面为对称结构，在两侧压
力的作用下，变形更加均匀；5、牙轮钻头双排燕尾密封结构具有变形自动补偿功能。

附图说明

图1是本发明一种牙轮钻头双排燕尾密封结构。

图2是图1A处结构的放大图。

图中：1.牙爪，2.牙轮，3.钢球，4.塞销，5.轴承，6.双排燕尾密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：牙爪1及牙轮2分别通过牙轮内孔套接在轴承5上，钢球3从塞销孔放入轴
承后将塞销4焊接固定，通过钢球3将牙轮2保持在轴承5上。牙轮2内孔和轴承5之间装
有双排燕尾密封圈6。

如图1、2所示，本发明一种牙轮钻头双排燕尾密封结构，由牙轮2、轴承5、双排燕尾密封
圈6组成；所述双排燕尾密封圈6为两个燕尾密封圈组合为一体结构，底面为大端面，顶面
为小端面，提高了自密封性能，增加了密封的稳定性，防止双排燕尾密封圈6发生扭曲、转
动、振动。沿着轴向顶面和底面均为圆弧凸起和圆弧凹槽的组合结构，通过多个圆弧凸起密
封，有效减小了密封面积，实现了多级密封，凹槽便于储存润滑脂。沿着径向双排燕尾密封
圈6的两侧为斜面与圆弧组合的对称结构，减小了应力集中，减小了密封圈的破坏，通过多
个凸起实现多级密封，斜面具有变形自动补偿功能。双排燕尾密封圈6的中间为两个相同结
构的孔，由圆弧与斜面组成，斜面的斜度与外侧的斜面斜度相同，顶面为圆弧，底面为平面，
有效减小了应力集中。