CN105156063A - 骨架式密封件及封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封领域，特别是涉及一种骨架式密封件及具有该骨架式密封件的封隔器。其中，骨架式密封件，包括：密封体，具有向外的密封面；骨架体，与密封体连接，当额定大小和方向的能将密封体膨胀的外力直接或间接作用于密封体时，骨架体为密封体提供支撑；受力部，设置在骨架体上，外力作用在受力部上；通孔，贯穿骨架体和密封体，通孔能与通轴滑动连接来将骨架体和密封体的整体的运动方向限定为轴向方向。根据本发明的骨架式密封件，当额定大小和方向的外力直接或间接作用于所述密封体时，所述骨架体为所述密封体提供支撑，整体上增加了骨架式密封件的抗压能力，提高了密封件压缩回弹率，解决常规密封体容易被压溃失效的问题。

Description

骨架式密封件及封隔器

技术领域

本发明涉及密封领域，特别是涉及一种骨架式密封件及具有该骨架式密封件的封隔器。

背景技术

密封材料是指能承受接缝位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的材料。密封件材料有金属材料(铝、铅、铟、不锈钢等)，也有非金属材料(橡胶、塑料、陶瓷、石墨等)、复合材料(如橡胶-石棉板、气凝胶毡-聚氨酯)，但使用最多的是橡胶类弹性体材料。

当密封件需要承受一定的压力来促使其变形来密封时，需要考虑密封件本身的形变能力，若形变不足会导致其无法起到密封作用；若形变过大，可能导致密封件因压溃而失效。丧失恢复能力。

发明内容

本发明的目的在于提高密封件的压缩回弹性。

为此，本发明提供了一种骨架式密封件，包括：

密封体，具有向外的密封面；

骨架体，与所述密封体连接，当额定大小和方向的能将所述密封体膨胀的外力直接或间接作用于所述密封体时，所述骨架体为所述密封体提供支撑；

受力部，设置在所述骨架体上，所述外力作用在所述受力部上；

通孔，贯穿所述骨架体和所述密封体，所述通孔能与通轴滑动连接来将所述骨架体和所述密封体的整体的运动方向限定为轴向方向。

进一步地，所述密封体包裹在所述骨架体的外部并与所述骨架体固定连接。

进一步地，所述骨架体镶嵌于所述密封体中。

进一步地，所述骨架体上设置有一个滑动槽，所述密封体的一端可滑动地设置在所述滑动槽内。

进一步地，所述骨架体上设置有两个滑动槽，所述密封体的两端相应地可滑动地设置在两个所述滑动槽内。

进一步地，所述骨架体的两端向内收缩，所述受力部设置在所述骨架体的所述两端。

进一步地，所述受力部具有与所述外力所在方向垂直的受力面，所述外力作用在所述受力面上。

进一步地，所述骨架体由多块带状金属条组成，多块所述的带状金属条内外两层交错排列。

优选地，所述骨架体由多束金属丝组成，所述金属丝镶嵌于所述密封体中。

本发明还提供一种封隔器，该封隔器具有上述技术方案之一所述的骨架式密封件。

根据本发明的骨架式密封件，当额定大小和方向的外力直接或间接作用于所述密封体时，所述骨架体为所述密封体提供支撑，整体上增加了骨架式密封件的抗压能力，提高了密封件压缩回弹率，解决常规密封体容易被压溃失效的问题。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是中心管与套管的位置关系示意图；

图2是根据本发明一个实施例封隔器的结构示意图，其示出了本发明骨架式密封件与封隔器其它部件的位置关系；

图3是根据本发明一个实施例骨架式密封件的结构示意图；

图4是根据本发明另一个实施例骨架式密封件的结构示意图；

图5是图4所示骨架式密封件的剖视图；

图6是根据本发明另一个实施例的骨架式密封件的剖视图。

图中的附图标记如下：

10-骨架体，101-支撑部，102-滑动槽；

20-密封体；

30-中心管；

40-套管；

50-受力部，501-受力面；

60-通孔；

100-骨架式密封件；

200-封隔器；

F-外力。

具体实施方式

封隔器200的实施例：

封隔器是在井筒中把不同的油层、水层分隔开并承受一定压差的井下工具。其既能下到井筒预定位置，封隔严，又能在井下具有耐久性。需要时可顺利起出。

如图1所示，图1是中心管30与套管40的位置关系示意图。如图2所示的本发明的封隔器200与油管串联使用，并保持在油管与套管40形成的环形空间内。

如图2所示的封隔器200具有骨架式密封件100，当该骨架式密封件100受到图2中的轴向挤压的外力F时，骨架式密封件100将在轴向收缩来形成径向膨胀，该膨胀能将如上所述的油管与套管40形成的环形空间密封，进而将油层和水层分隔开来，此过程称为封隔器的坐封。当外力F消失或者骨架式密封件100受到轴向拉伸的外力时，骨架式密封件100将在轴向延伸来形成径向收缩，该收缩能将如上所述的油管与套管40形成的环形空间解封，并进而将封隔器200起出，此过程称为封隔器的解封。

图2所示封隔器200使用的骨架式密封件100可以为图3-图6之一所示的骨架式密封件100。参见图3-图6，封隔器200的骨架式密封件100一般性地包括骨架体10、密封体20、受力部50和通孔60，骨架体10具有支撑部101，密封体20包裹在所述骨架体10的外部。

关于受力部50：在图3-图6所示实施例中，受力部50在图6中设置在所述骨架体10上，受力部50在图5中设置在所述密封体20上，外力F作用在所述受力部50上。当受力部50设置在所述骨架体10上时，外力F并不直接作用在密封体20上，密封体20的膨胀由骨架体10的支撑部101向外运动，该支撑部101将所述密封体20向外抵压形成。也就是说，外力F间接作用在密封体20上，增强了密封体20的径向弹性形变能力，能防止密封体20被外力F压溃而失去密封体20的弹性恢复能力导致的失效(密封不严或因无法回弹而导致的无法解封)。

关于通孔60：在图3-图6所示实施例中，通孔60贯穿所述骨架体10和所述密封体20，所述通孔60能与用作通轴的中心管30滑动连接来将所述骨架体10和所述密封体20的整体的运动方向限定为轴向方向。也就是说，当中心管30插入通孔60内时，骨架式密封件100仅能沿如图1所示的中心管30上下移动。

关于骨架体10和密封体20的位置关系：在一个实施例中，所述密封体20包裹在所述骨架体10的外部并与所述骨架体10固定连接。也就是说，在该种结构中，所述骨架体10和所述密封体20同时膨胀与收缩。当受力部50设置在骨架体10时，外力F压缩骨架体10，骨架体10产生所需的膨胀力来推动密封体20膨胀；当密封体20收缩时，由于其自身具有弹性，故而能提供一部分收缩需要的收缩力，当密封体20弹性不足时，另一部分的收缩力则由骨架体10自身的恢复力提供。在另一个实施例中，所述骨架体10镶嵌于所述密封体20中，同样地所述骨架体10和所述密封体20同时膨胀与收缩。

关于骨架体10和密封体20的位置关系，本发明还提供设置滑动槽102的实施例：在一个实施例中，所述骨架体10上设置有一个滑动槽102，所述密封体20的一端设置在所述滑动槽102内，滑动槽102的长度大于密封体20的该端，这样密封体20能在骨架体10上滑动一段距离。由于骨架体10向外推动密封体20膨胀，从而可以通过设置滑动槽102的长度来控制密封体20的膨胀，进而控制密封体20的密封。在如图6所示的另一个实施例中，所述骨架体10上设置有两个滑动槽102，所述密封体20的两端相应地设置在两个所述滑动槽102内。

作为一个优选设计，如图3-图6所示，所述受力部50具有与所述外力F所在方向垂直的受力面501，所述外力F作用在所述受力面501上。由于外力F沿轴向方向作用在两端的受力部50上，该种设计能使外力F不会产生非轴向的分量，减少膨胀骨架式密封件100所需外力F的大小。

在图3-图6所示实施例中，所述骨架体10的两端向内收缩，所述受力部50设置在所述骨架体10的所述两端。所述密封体20的两端向内收缩，所述骨架体10的两端向内收缩。由此，从整体上看，骨架式密封件100呈中间向外凸出的灯笼状或酒桶状。从图5的剖视图来看，骨架体10和密封体20的截面基本为圆弧状，以方便骨架体10和密封体20的向外膨胀。需要说明的是，在其它实施例中，可以重新设计骨架体10、密封体20及其连接关系，以使得骨架式密封件100的整体呈圆柱状，关于此部分的重新设计，本文不再详述。

在图5和图6所示实施例中，所述骨架体10由多块带状金属条组成，多块所述的带状金属条内外两层交错排列，该带状金属条可以选用高弹性及韧性的金属材料制成，所述密封体20包裹在多块带状金属条的外部并在两端与其固定连接。在基本相同的位置上，内层的金属条长于外侧的金属条，从而在多块金属条均膨胀和收缩的过程中速度不同：在膨胀时内侧的金属条逐渐从外侧的金属条之间伸出；在收缩时，内侧的金属条逐渐从外侧的金属条之间收缩。当骨架体10由多束金属丝组成时，可以选择将所述金属丝镶嵌于所述密封体20中。

发明人发现，目前用作封隔器200的一般为胶筒，但是胶筒的耐高温性较差，很容易导致胶筒失效。发明人在试验中发现，有些材料具有耐高温性但压缩回弹性较差。本领域技术人员均在寻找耐高温回弹性高的材料来用作封隔器。当耐高温材料用作密封体20时，通过本发明的结构能使耐高温材料制成的骨架式密封件100同时具有高的压缩回弹性，从而使密封产品即具有耐高温性又具有高压缩回弹性，能使耐高温材料适用于高压密封领域。(

骨架式密封件100的实施例：

骨架式密封件100包括密封体20、骨架体10、受力部50和通孔60。其中，密封体20具有向外的密封面，密封体20一般为弹性体材料。骨架体10与所述密封体20连接，当额定大小和方向的能将所述密封体20膨胀的外力直接或间接作用于所述密封体20时，所述骨架体10为所述密封体20提供支撑。受力部50，设置在所述骨架体10上，所述外力作用在所述受力部50上。通孔60，贯穿所述骨架体10和所述密封体20，所述通孔60能与通轴滑动连接来将所述骨架体10和所述密封体20的整体的运动方向限定为轴向方向。

在一个实施例中，骨架体10例如通过支撑部101向外抵压密封体20来促使密封体20的膨胀，进而进行密封；骨架体10例如通过支撑部101向内拉伸来补足密封体的收缩，进而进行解封。

根据本发明的骨架式密封件100，当额定大小和方向的外力F直接或间接作用于所述密封体20时，所述骨架体10为所述密封体20提供支撑，整体上增加了骨架式密封件100的抗压能力，减少了密封体20的形变。这样，可以通过设置合适的骨架体10来控制密封体20的形变。

在一个实施例中，所述密封体20包裹在所述骨架体10的外部并与所述骨架体10固定连接。在另一个实施例中，所述骨架体10镶嵌于所述密封体20中。在再一个实施例中，所述骨架体10上设置有一个滑动槽102，所述密封体20的一端可滑动地设置在所述滑动槽102内。在图6所示实施例中，所述骨架体10上设置有两个滑动槽102，所述密封体20的两端相应地可滑动地设置在两个所述滑动槽102内。

在图3-图6所示实施例中，所述骨架体10的两端向内收缩，所述受力部50设置在所述骨架体10的所述两端。所述密封体20的两端向内收缩，所述骨架体10的两端向内收缩。由此，从整体上看，骨架式密封件100呈中间向外凸出的灯笼状或酒桶状。从图5的剖视图来看，骨架体10和密封体20的截面基本为圆弧状，以方便骨架体10和密封体20的向外膨胀。

如图3-图6所示，所述受力部50具有与所述外力F所在方向垂直的受力面501，所述外力F作用在所述受力面501上。由于外力F沿轴向方向作用在两端的受力部50上，该种设计能使外力F不会产生非轴向的分量，减少膨胀骨架式密封件100所需外力F的大小。

在一个实施例中，所述骨架体10由多块带状金属条组成，多块所述的带状金属条内外两层交错排列。所述骨架体10由多束金属丝组成，所述金属丝镶嵌于所述密封体20中。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种骨架式密封件(100)，其特征在于，包括：

密封体(20)，具有向外设置的密封面；

骨架体(10)，与所述密封体(20)连接，当额定大小和方向的能将所述密封体(20)膨胀的外力直接或间接作用于所述密封体(20)时，所述骨架体(10)为所述密封体(20)提供支撑；

受力部(50)，设置在所述骨架体(10)上，所述外力作用在所述受力部(50)上；

通孔(60)，贯穿所述骨架体(10)和所述密封体(20)，所述通孔(60)能与通轴滑动连接来将所述骨架体(10)和所述密封体(20)的整体的运动方向限定为轴向方向。

2.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述密封体(20)包裹在所述骨架体(10)的外部并与所述骨架体(10)固定连接。

3.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)镶嵌于所述密封体(20)中。

4.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)上设置有一个滑动槽(102)，所述密封体(20)的一端可滑动地设置在所述滑动槽(102)内。

5.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)上设置有两个滑动槽(102)，所述密封体(20)的两端相应地可滑动地设置在两个所述滑动槽(102)内。

6.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)的两端向内收缩，所述受力部(50)设置在所述骨架体(10)的所述两端。

7.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述受力部(50)具有与所述外力所在方向垂直的受力面(501)，所述外力作用在所述受力面(501)上。

8.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)由多块带状金属条组成，多块所述的带状金属条内外两层交错排列。

9.根据权利要求1所述的骨架式密封件(100)，其特征在于，

所述骨架体(10)由多束金属丝组成，所述金属丝镶嵌于所述密封体(20)中。

10.一种封隔器(200)，其特征在于，具有权利要求1-9之一所述的骨架式密封件(100)。