Разновидности уплотнительных устройств
Пожалуй, наибольшее число изобретений, посвященных совершенствованию опор шарошечных долот, относится к уплотнительным устройствам. Это не удивительно, поскольку именно от надежности работы уплотнительных устройств зависит надежность опоры и долота в целом.
В опорах современных шарошечных долот применяются в основном уплотнения как радиального, так и торцового типа, хотя встречаются двойные (радиальное + торцовое) уплотнительные устройства и комбинированные радиально-торцовые уплотнения.
Наиболее распространенными по-прежнему являются радиальные уплотнения, в
которых герметизирующим элементом служит резиновое кольцо круглого или
прямоугольного (овального) сечения. Рассмотрим более подробно их
разновидности.
Классическое уплотнение радиального типа
Классическое уплотнение — резиновое кольцо круглого сечения (O-Ring), расположенное в гнезде, образованном цилиндрическими поверхностями цапфы лапы и шарошки (рис. 3.20).
Радиальное уплотнение фирмы Smith Tool
Модернизацией классической схемы является патентованное уплотнение, применяемое фирмой Smith (V-Ramp Seal).
Радиальное ушотнение фирмы Hughes Christensen
Для решения тех же задач другая американская фирма — Hughes Christensen использует иную форму уплотняемой поверхности шарошки, имеющую поднутрение под углом 30° (рис. 3.22).
Радиальное уплотнение фирмы Reed Tool
Уплотнение фирмы Reed представляет собой плоское резиновое кольцо, размещенное в глубокой канавке шарошки (рис. 3.23).
Уплотнительное кольцо с текстурированной рабочей поверхностью
Последние варианты этого уплотнения, предназначенные для работы в высокооборотных долотах, имеют уплотнительные кольца с ребристой (текстурированной) внутренней рабочей поверхностью трения (рис. 3.24).
Гидродинамическое уплотнение фирмы Security DBS
Похожую конструкцию уплотнения в последние годы стала применять в своих долотах и фирма Security DBS (рис. 3.25).
Торцовое металлическое уплотнение фирмы Hughes Christensen
Более совершенными (но и более сложными) являются современные торцовые уплотнения, которые впервые в шарошечных долотах применила фирма Hughes Christensen.
Уплотнение с одним упругим элементом
Дальнейшее развитие идея металлических торцовых уплотнений получила в конструкции уплотнения под названием SEM (Single Energizer Metal) — уплотнение с одним упругим элементом (рис. 3.27).
Двойное уплотнение фирмы Security DBS
Двойное уплотнение, являющееся комбинацией радиального и торцового, применяет
в своих долотах с опорами как скольжения, так и качения фирма Security DBS
(рис. 3.28).
Комбинированное радиальное уплотнение
Из отечественных разработок необходимо отметить комбинирование уплотнение по патенту РФ №2096578 (рис. 3.29).
Уплотнение с улучшенной деформационной характеристикой
Существенным недостатком торцовых и радиально-торцовых уплотнений является взаимосвязь режима их работы с изнашиванием осевых подшипников опоры.
