專利名稱：旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封圈，尤其涉及一種用于石油、地質(zhì)鉆井機(jī)械軸承的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈。
背景技術(shù)：
由于石油資源不斷開發(fā)，常規(guī)可采資源數(shù)量越來越少，已逐漸向更深層的石油開采，開采難度不斷加大，對鉆井機(jī)械的使用要求越來越高，以往的常規(guī)鉆井機(jī)械密封使用狀況已經(jīng)不能滿足石油鉆井鉆探的使用需求。在石油天然氣鉆井中影響牙輪鉆頭使用壽命的關(guān)鍵因素便是軸承系統(tǒng)的壽命，即軸承壽命和密封壽命。在新技術(shù)的改革引領(lǐng)下鉆頭井下鉆速不斷提高，現(xiàn)在已提高至原來的2到3倍，這對于鉆頭的橡膠密封來說是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的單材橡膠密封圈在這種高轉(zhuǎn)速下，其耐溫和耐磨性能都難以達(dá)到使用要求，牙掌軸與密封圈內(nèi)圈間的摩擦系數(shù)較大，長時(shí)間導(dǎo)致密封圈失效。盡管后期又陸續(xù)出現(xiàn)了雙材橡膠圈、金屬骨架密封圈，但經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)在高轉(zhuǎn)速下密封圈的高溫耐磨性能的不足成為影響密封壽命的關(guān)鍵因素，進(jìn)而影響鉆頭的整體使用壽命。

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，而提供生產(chǎn)一種能夠適應(yīng)井下高溫高速運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，在保證密封力的前提下提高密封圈的耐磨性能，從而延長鉆頭使用壽命。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體，其特征在于所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層、支撐層、預(yù)壓層，所述耐磨層由若干根纖維線和膠漿或熱膠粘劑構(gòu)成，所述膠漿或耐熱膠黏劑填充在纖維線間。所述纖維線為環(huán)形纏繞或簾布式編織，與支撐層緊密結(jié)合。所述預(yù)壓層厚度占密封圈本體總厚度的3/5到5/6。所述纖維線沿密封圈本體的徑向方向至少為一層。所述支撐層選用邵氏硬度為75A到95A的橡膠。所述預(yù)壓層選用邵氏硬度為50A到80A橡膠。所述纖維線為粘膠纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維中的任意一種。有益效果與現(xiàn)有的牙輪鉆頭密封圈相比，本發(fā)明的內(nèi)圈與牙掌軸在周向旋轉(zhuǎn)面摩擦系數(shù)降低了 40%以上，耐磨性能提高了 2到3倍，同時(shí)本發(fā)明的密封圈允許初始壓縮率低，減小了密封圈對牙掌軸的磨損，從兩方面同時(shí)提升密封時(shí)間，減緩密封失效，能夠解決牙輪鉆頭在高溫高轉(zhuǎn)速下的密封短時(shí)間失效問題。本發(fā)明的內(nèi)圈的高硬度和超強(qiáng)耐磨性提高了密封圈抵抗外力破壞的能力，少量巖石顆粒進(jìn)入密封系統(tǒng)也不會給密封圈帶來致命損傷。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明截面示意圖3是本發(fā)明安裝位置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖所示，一種旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體1，所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層2、支撐層3、預(yù)壓層4，即依次是內(nèi)圈、中間層、外圈。所述耐磨層均布有若干根纖維線2-1，所述纖維線間填充有膠漿或耐熱膠黏劑2-2，膠漿或熱膠黏劑將纖維線固定。增加膠漿或熱膠黏劑是為了提高耐磨層的光滑度，以將低耐磨層與牙掌軸5的摩擦系數(shù)。在膠漿或熱膠黏劑中布纖維線是為了增強(qiáng)耐磨層的耐磨性。所述纖維線為環(huán)形纏繞或簾布式編織，與支撐層緊密結(jié)合。根據(jù)所需，所述纖維線沿密封圈本體的徑向方向至少為一層。纖維線為粘膠纖維、 聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維中的任意一種。所述支撐層在密封圈本體的中間，采用高硬度、低壓縮橡膠，即邵氏硬為75A到95A的橡膠，起到對耐磨層的支撐作用。所述預(yù)壓層在密封圈本體的最外圈，采用低硬度高彈性橡膠，即邵氏硬度為50A 到80A橡膠，所占厚度較大，為密封圈提供預(yù)緊力，預(yù)壓層厚度占密封圈本體總厚度的3/5 到5/6。與現(xiàn)有的牙輪鉆頭密封圈相比，本發(fā)明的內(nèi)圈與牙掌軸在周向旋轉(zhuǎn)面摩擦系數(shù)降低了 40%以上，耐磨性能提高了 2到3倍，同時(shí)本發(fā)明的密封圈允許初始壓縮率低，減小了密封圈對牙掌軸的磨損，從兩方面同時(shí)提升密封時(shí)間，減緩密封失效，能夠解決牙輪鉆頭在高溫高轉(zhuǎn)速下的密封短時(shí)間失效問題。本發(fā)明的內(nèi)圈的高硬度和超強(qiáng)耐磨性提高了密封圈抵抗外力破壞的能力，少量巖石顆粒進(jìn)入密封系統(tǒng)也不會給密封圈帶來致命損傷。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體，其特征在于所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層、支撐層、預(yù)壓層，所述耐磨層由若干根纖維線和膠漿或熱膠粘劑構(gòu)成， 所述膠漿或耐熱膠黏劑填充在纖維線間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述纖維線為環(huán)形纏繞或簾布式編織，與支撐層緊密結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述預(yù)壓層厚度占密封圈本體總厚度的3/5到5/6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述纖維線沿密封圈本體的徑向方向至少為一層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述支撐層選用邵氏硬度為75A到95A的橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述預(yù)壓層選用邵氏硬度為50A到80A橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，其特征在于所述纖維線為粘膠纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密封圈，尤其涉及一種用于石油、地質(zhì)鉆井機(jī)械軸承的旋轉(zhuǎn)軸復(fù)合密封圈，包括密封圈本體，其特征在于所述密封圈本體沿徑向方向依次設(shè)有耐磨層、支撐層、預(yù)壓層，所述耐磨層均布有纖維線，所述纖維線間填充有膠漿或耐熱膠黏劑。有益效果:與現(xiàn)有的牙輪鉆頭密封圈相比，本發(fā)明的內(nèi)圈與牙掌軸在周向旋轉(zhuǎn)面摩擦系數(shù)降低了40%以上，耐磨性能提高了2到3倍，同時(shí)本發(fā)明的密封圈允許初始壓縮率低，減小了密封圈對牙掌軸的磨損，從兩方面同時(shí)提升密封時(shí)間，減緩密封失效，能夠解決牙輪鉆頭在高溫高轉(zhuǎn)速下的密封短時(shí)間失效問題。
文檔編號E21B10/25GK102168525SQ201110103028
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者張明鑫, 楊立佳, 謝西奎, 趙明起, 郭慧 申請人:天津立林石油機(jī)械有限公司