面176接合。应当注意，碟形弹簧构件208’的取向与图5A中的构件208的取向相反。使用这种配置，不需要转移环210。此外，在一个径向位置处施加轴向力到偏压表面176，该径向位置大体上径向对应于柔性构件175和第二金属密封面172的径向中心。
[0042]考虑到密封件的驱动扭矩，在可替换实施方式中，弹簧构件208’的内边缘214可以包括一个或多个周向布置的凹槽，其中从第三环170的表面176向后且轴向延伸的突出部被接收在对应的凹槽内且与对应的凹槽接合。同样地，凹槽可以在外边缘212中形成，以接收从表面118轴向延伸的突出部。用于弹簧构件208’的凹槽-突出部配置将因此呈现用于施加驱动扭矩的轴向延伸驱动扭矩连接件231’。
[0043]虽然图5A示出偏压表面176作为从第三环170的后表面180分离的表面，但是应当明白，在图6的可替换实施例中，偏压表面176和后表面180可以包括第三环170的一个相同的表面，抵靠该表面施加轴向定向力以分别保持第一金属密封面134和第二金属密封面172之间的密封关系。
[0044]虽然图5A和图6的实施方式示出使用第二压盖108将第二环安装到轴区104，但是应当明白，在可替换实施例内，环140可以包括区域142、146和148，其中使用任意合适的安装手段(包括例如焊接附连到表面118)将区域142安装到轴区104。类似地，可以使用任意合适的安装手段(包括例如焊接附连)将第一环130可替换地安装在第一压盖106内。
[0045]虽然碟形弹簧构件是激励结构的示例性实施方式，但是应当明白，其他形式的激励结构诸如螺旋弹簧可以被替代地用于向偏压表面176施加轴向力。
[0046]虽然已经在附图中示出并在之前的【具体实施方式】中描述了方法和装置的优选实施例，但是应当明白本发明并不局限于所公开的实施例，而是在不偏离如随附权利要求阐述和限定的本发明的精神的情况下，可以进行各种重新布置、修改和替代。
【主权项】
1.一种用于包括轴区和旋转锥体的钻头的密封系统，包括: 第一环形压盖，其被限定在所述旋转锥体中； 第一环，其被保持在所述第一环形压盖内并具有第一金属密封面； 第二环形压盖，其被限定在所述轴区的基部处； 第二环，其被保持在所述第二环形压盖内； 第三环，其被定位在所述第一环与所述第二环之间，所述第三环包括具有与所述第一金属密封面接触的第二金属密封面的密封区、包括与所述第二金属密封面轴向相对的偏压表面的主体区以及将所述密封区枢转互连到所述主体区的轴向延伸柔性构件； 弹簧构件，其被嵌入所述第一压盖内并被配置为抵靠所述第三环的所述偏压表面施加轴向力；以及 在第二环和第三环之间的径向驱动连接件。2.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述第二压盖被形成在所述轴区的所述径向表面中。3.根据权利要求1所述的密封系统，进一步包括: 形成在所述第二环与第三环之间的第三环形压盖；以及 压缩在所述第三环形压盖内的O形环密封构件。4.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述弹簧构件包括接合所述轴区的所述径向表面的第一边缘和接合所述第三环的所述偏压表面的第二边缘。5.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述偏压表面位于从所述第三环的后表面凸出的轴向延伸构件的远端。6.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述第三环上的所述第二金属密封面包括被环形沟道彼此分开的一对同轴布置的表面部分。7.根据权利要求6所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第一表面部分与所述第一环上的所述第一金属密封面处于滑动和密封配置。8.根据权利要求7所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第二表面部分包括与所述环形沟道连接的多个径向延伸沟道。9.根据权利要求1所述的密封系统，其中所述弹簧构件是碟形弹簧。10.根据权利要求1所述的密封系统，进一步包括被嵌入所述第一压盖内的第四环，并且其中所述弹簧构件包括与所述第四环接合的第一边缘和与所述第三环的所述偏压表面接合的第二边缘。11.一种用于包括轴区和旋转锥体的钻头的密封系统，包括: 第一环形压盖，其被限定在所述旋转锥体中； 第一环，其被安装在所述第一环形压盖内并具有第一金属密封面； 第二环，其被安装到所述轴区； 第三环，其被定位在所述第一环与所述第二环之间，所述第三环包括具有与所述第一金属密封面接触的第二金属密封面的密封区、具有与所述第二金属密封面轴向相对的偏压表面的主体区以及将所述密封区枢转互连到所述主体区的柔性构件；以及偏压系统，其被配置为抵靠所述第三环的所述偏压表面施加轴向力。12.根据权利要求11所述的密封系统，进一步包括在所述第二环和所述第三环之间的驱动连接件。13.根据权利要求11所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且所述密封系统进一步包括在所述轴区的基部处形成在所述径向表面中的第二环形压盖，其中所述第二环被加压装配到所述第二压盖内。14.根据权利要求11所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中所述偏压系统包括弹簧，所述弹簧被配置为接合所述轴区的所述径向表面并且接合所述第三环的所述偏压表面。15.根据权利要求11所述的密封系统，其中所述第三环上的第二金属密封面包括被环形沟道彼此分开的一对同轴布置的表面部分，并且其中所述一对同轴布置的表面部分中的第一表面部分与所述第一环上的所述第一金属密封面处于滑动和密封配置。16.根据权利要求15所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第二表面部分包括与所述环形沟道连接的多个径向延伸沟道。17.根据权利要求11所述的密封系统，进一步包括: 形成在所述第二环与所述第三环之间的第三环形压盖；和 压缩在所述第三环形压盖内的O形环密封构件。18.一种用于包括轴区和旋转锥体的钻头的密封系统，包括: 环形压盖，其被限定在所述旋转锥体中； 第一环，其被安装在所述环形压盖中并具有第一金属密封面； 第二环，其被嵌入所述环形压盖中并且包括具有与所述第一金属密封面接触的第二金属密封面的密封区、具有与所述第二金属密封面轴向相对的偏压表面的主体区以及将所述密封区枢转耦接到所述主体区的柔性构件； O形环，其被所述第二环主体区的密封表面压缩以限定静态密封件；以及 偏压系统，其被配置为抵靠所述第三环的所述偏压表面施加轴向力。19.根据权利要求18所述的密封系统，其中所述偏压表面是垂直于锥体旋转轴的径向延伸表面，并且所述轴向力是垂直于所述径向延伸表面施加的。20.根据权利要求18所述的密封系统，其中所述第三环上的第二金属密封面包括被环形沟道彼此分开的一对同轴布置的表面部分，并且其中所述一对同轴布置的表面部分中的第一表面部分与所述第一环上的所述第一金属密封面处于滑动和密封配置。21.根据权利要求20所述的密封系统，其中所述一对同轴布置的表面部分中的第二表面部分包括与所述环形沟道连接的多个径向延伸沟道。22.根据权利要求18所述的密封系统，其中所述偏压系统包括接合所述偏压表面的碟形弹簧构件。23.根据权利要求18所述的密封系统，其中所述轴区包括柱形表面和在所述旋转锥体的基部处从所述柱形表面垂直延伸的径向表面，并且其中在弹簧构件中的所述偏压系统被压缩在所述轴区的所述径向表面和所述第二环的所述偏压表面之间。
【专利摘要】一种密封系统包括在锥体中的第一压盖和在轴区中的第二压盖。第一环被安装在第一压盖内，第二环被安装在第二压盖内，且第三环被定位在第一环和第二环之间。第一环和第三环存在一对相对的金属密封面。偏压弹簧被配置为抵靠第三环实施轴向力，以便保持金属密封面处于密封接触。第三压盖被形成在第二环和第三环之间，其中O形环密封构件被安装在第三压盖内并且在第二环和第三环之间以密封的关系被压缩。第三环包括密封区和主体区，其中密封区支撑金属密封面，而主体区支撑第三压盖，其中密封区枢转耦接到主体区。
【IPC分类】E21B12/00, E21B10/62
【公开号】CN105102753
【申请号】CN201380075545
【发明人】A·O·利柏克
【申请人】维拉国际工业有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】CA2901188A1, EP2956612A1, US9163458, US20140224548, WO2014126628A1