CN105156065A - 密封件及压缩式封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封领域，特别是涉及一种密封件及具有该密封件的压缩式封隔器。一种密封件，包括密封体，密封体包括：贯穿密封体的通孔；密封面，形成于外表面上；内侧受力面，形成于内表面上且靠近密封体的端部，内侧受力面环绕通孔设置，内侧受力面由外向内逐渐收缩来使内侧受力面整体为缩口状；和轴向受力面，形成于侧壁上；当轴向受力面被轴向挤压且内侧受力面被向外挤压时，外表面进行径向的凸起来带动形成于外表面上的密封面同样进行径向的凸起来进行密封。根据本发明的密封件，由于轴向受力面和内侧受力面能同时被挤压变形，从而增加了密封件的形变能力，有效的防止了密封件因形变不足而导致无法密封的问题。

Description

密封件及压缩式封隔器

技术领域

本发明涉及密封领域，特别是涉及一种密封件及具有该密封件的压缩式封隔器。

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

本发明的一个目的在于提高密封件的形变能力，防止密封件因形变不足而导致无法密封的问题。

本发明的另一个目的在于提高密封件的压缩回弹性。

为此，本发明提供了一种密封件，包括整体为环形的具有弹性的密封体，所述密封体包括：

通孔，贯穿所述密封体；所述通孔设置为能与一通轴滑动连接来将所述密封体的整体的运动方向限定为轴向方向；

密封面，形成于所述密封体的沿轴向延伸的外表面上；

内侧受力面，形成于所述密封体的沿轴向延伸的内表面上且靠近所述密封体的端部，所述内侧受力面环绕所述通孔设置，所述内侧受力面由外向内逐渐收缩来使所述内侧受力面整体为缩口状；和

轴向受力面，形成于分别与所述外表面和所述内表面相交的侧壁上；

所述密封体设置为，当所述轴向受力面被轴向挤压且所述内侧受力面被向外挤压时，所述外表面进行径向的凸起来带动形成于所述外表面上的所述密封面同样进行径向的凸起来进行密封。

进一步地，密封件还包括：

约束套，设置在所述密封体的所述端部；所述约束套包覆一部分所述密封体的所述外表面来减小或阻止该部分的所述外表面进行所述径向的凸起。

进一步地，所述外表面靠近所述端部的一侧具有向外延伸的斜面，所述斜面环绕所述通孔设置，所述斜面由外向内逐渐扩张；

所述约束套套设于所述斜面上及部分所述外表面上，所述轴向受力面设置于所述内侧受力面与所述斜面之间。

进一步地，所述约束套为金属约束套。

进一步地，密封件还包括：

丝网，形成于所述密封体的所述外表面及所述密封体内来减少或防止所述密封体因破碎而掉落。

进一步地，所述内侧受力面与所述轴向方向具有夹角β，且

20度＜β＜30度。

进一步地，密封件还包括：

锥形扩套，具有与所述通孔基本相同的第一贯通孔，所述锥形扩套贴合于所述内侧受力面且环绕所述通孔设置，所述锥形扩套由外向内逐渐收缩来使所述锥形扩套整体为缩口状。

进一步地，密封件还包括：

弹簧挡圈，具有与所述通孔基本相同的第二贯通孔，所述弹簧挡圈贴合于所述锥形扩套且环绕所述通孔设置，所述弹簧挡圈由外向内逐渐收缩来使所述弹簧挡圈整体为缩口状；

所述弹簧挡圈具有外沿，所述外沿与所述轴向受力面相抵触。

进一步地，密封件还包括：

锥形环，具有与所述通孔基本相同的第三贯通孔，所述锥形环贴合于所述弹簧挡圈且环绕所述通孔设置，所述锥形环的厚度由外向内逐渐减小来使所述锥形环整体为锥形。

本发明还提供一种压缩式封隔器，该压缩式封隔器具有上述技术方案之一所述的密封件。

根据本发明的密封件，由于轴向受力面和内侧受力面能同时被挤压变形，从而增加了密封件的形变能力，有效的防止了密封件因形变不足而导致无法密封的问题。

根据本发明的密封件，弹簧挡圈在密封体处于压缩状态时，由于夹角β的存在，当促使密封体产生压缩的外力减小或消失后，导致弹簧挡圈的径向收缩复位，同时产生轴向位移，与之配合的密封体随之产生径向和轴向回弹，提高了密封件的压缩回弹性，提高了密封性能。

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密封件的结构示意图；

图3是安装有本发明密封件的压缩式封隔器的结构示意图；

图4是图3的剖视图。

图中的附图标记如下：

10-外表面，101-密封面，102-斜面；

20-密封体；

30-中心管；

40-套管；

50-内侧受力面；

60-通孔；

70-轴向受力面；

80-约束套；

90-斜面；

10a-锥形扩套；10b-弹簧挡圈，10c-锥形环，10d-外沿；

100-密封件；

200-压缩式封隔器；

F-轴向力。

具体实施方式

如图2所示，本发明提供一种密封件100，密封件100基本上包括整体为环形的具有弹性的密封体20，所述密封体20包括通孔60、密封面101、内侧受力面50、轴向受力面70。

其中，通孔60贯穿所述密封体20。所述通孔60能与一通轴滑动连接，即通轴套设在通孔60内来将所述密封体20的整体的运动方向限定为轴向方向。

其中，密封面101形成于所述密封体20的沿轴向延伸的外表面10上。

其中，内侧受力面50形成于所述密封体20的沿轴向延伸的内表面上且靠近所述密封体20的端部，所述内侧受力面50环绕所述通孔60设置，所述内侧受力面50由外向内逐渐收缩来使所述内侧受力面50整体为缩口状。

其中，轴向受力面70形成于分别与所述外表面10和所述内表面相交的侧壁上。

根据本发明的密封件100，当所述轴向受力面70被轴向挤压且所述内侧受力面50被向外即外表面10的方向挤压时，所述外表面10进行径向的凸起来带动形成于所述外表面10上的所述密封面101同样进行径向的凸起来进行密封。

根据本发明的密封件100，由于轴向受力面70和内侧受力面50能同时被挤压变形，从而增加了密封件100的形变能力，有效的防止了密封件100因形变不足而导致无法密封的问题。

优选地，在如图2所示的实施例中，密封件100还可以设置约束套80。约束套80设置在所述密封体20的所述端部。所述约束套80包覆一部分所述密封体20的所述外表面10来减小或阻止该部分的所述外表面10进行所述径向的凸起，由于通孔60内设置通轴，此时密封体20只能在外表面10的中间部分径向向外变形。约束套80的设置，使得本发明的密封件100能根据需要选择密封件100的形变位置及形变位置的大小，提高了密封件100的可选择性。

优选地，在如图2所示的实施例中，所述外表面10靠近所述端部的一侧具有向外延伸的斜面102，所述斜面102环绕所述通孔60设置，所述斜面102由外向内逐渐扩张；所述约束套80套设于所述斜面102上及部分所述外表面10上，所述轴向受力面70设置于所述内侧受力面50与所述斜面102之间。斜面102的设计能减少或防止约束套80与轴向力的接触，从而轴向受力面70被轴向挤压时能产生较大的形变。

在本发明的一个实施例中，所述约束套80为金属约束套80，更进一步地选择为铜质的约束套。经实验验证，铜质的约束套基本能约束外表面10的变形，并且当轴向力施加于约束套80时，该轴向力也易于驱动铜质的约束套80变形，同样有助于轴向受力面70被轴向挤压时产生较大的形变。

另外，密封件100还可以设置丝网，丝网可以形成于所述密封体20的所述外表面10及所述密封体20内。当密封体20属性较脆时，丝网的设置有助于减少或防止所述密封体20因破碎而掉落。

上文提到内侧受力面50，其与所述轴向方向具有夹角β，经过试验验证，当20度＜β＜30度时，密封面101能较容易地进行径向的凸起。

在图4中，密封件100还具有锥形扩套10a，锥形扩套10a具有与所述通孔60基本相同的第一贯通孔，所述锥形扩套10a贴合于所述内侧受力面50且环绕所述通孔60设置，所述锥形扩套10a由外向内逐渐收缩来使所述锥形扩套10a整体为缩口状。锥形扩套10a的设计有助于防止外力直接作用在内侧受力面50上，并且由于锥形扩套10a贴合于所述内侧受力面50，从而可以有效地防止外力对密封体20造成损伤。

在图4中，密封件100还具有弹簧挡圈10b，弹簧挡圈10b具有与所述通孔60基本相同的第二贯通孔，所述弹簧挡圈10b贴合于所述锥形扩套10a且环绕所述通孔60设置，所述弹簧挡圈10b由外向内逐渐收缩来使所述弹簧挡圈10b整体为缩口状。所述弹簧挡圈10b具有外沿10d，所述外沿10d与所述轴向受力面70相抵触。根据本发明的密封件100，弹簧挡圈10b在密封体20处于压缩状态时收缩而产生轴向预紧力和径向预紧力，由于夹角β的存在，当促使密封体20产生压缩的外力减小或消失后，导致弹簧挡圈10b的径向收缩复位，同时产生轴向位移，与之配合的密封体100随之产生径向和轴向回弹，提高了密封件100的压缩回弹性，提高了密封性能。

在图4中，密封件100还具有锥形环10c，锥形环10c具有与所述通孔60基本相同的第三贯通孔，所述锥形环10c贴合于所述弹簧挡圈10b且环绕所述通孔60设置，所述锥形环10c的厚度由外向内逐渐减小来使所述锥形环10c整体为锥形。在图4中，锥形环10c的设计用于产生对内侧受力面50的力。当压缩式封隔器200本身具有一锥形件时，如图4所示，密封件100的右侧可以省略该锥形环10c的设计。

如图3和图4所示，本发明还提供一种压缩式封隔器200，压缩式封隔器200是在井筒中把不同的油层、水层分隔开并承受一定压差，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，图3、图4所示的压缩式封隔器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。本发明压缩式封隔器200具有上述技术方案之一所述的密封件100。

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)

1.一种密封件(100)，其特征在于，包括整体为环形的具有弹性的密封体(20)，所述密封体(20)包括：

通孔(60)，贯穿所述密封体(20)；所述通孔(60)设置为能与一通轴滑动连接来将所述密封体(20)的整体的运动方向限定为轴向方向；

密封面(101)，形成于所述密封体(20)的沿轴向延伸的外表面(10)上；

内侧受力面(50)，形成于所述密封体(20)的沿轴向延伸的内表面上且靠近所述密封体(20)的端部，所述内侧受力面(50)环绕所述通孔(60)设置，所述内侧受力面(50)由外向内逐渐收缩来使所述内侧受力面(50)整体为缩口状；和

轴向受力面(70)，形成于分别与所述外表面(10)和所述内表面相交的侧壁上；

所述密封体(20)设置为，当所述轴向受力面(70)被轴向挤压且所述内侧受力面(50)被向外挤压时，所述外表面(10)进行径向的凸起来带动形成于所述外表面(10)上的所述密封面(101)同样进行径向的凸起来进行密封。

2.根据权利要求1所述的密封件(100)，其特征在于，还包括：

约束套(80)，设置在所述密封体(20)的所述端部；所述约束套(80)包覆一部分所述密封体(20)的所述外表面(10)来减小或阻止该部分的所述外表面(10)进行所述径向的凸起。

3.根据权利要求2所述的密封件(100)，其特征在于，

所述外表面(10)靠近所述端部的一侧具有向外延伸的斜面(102)，所述斜面(102)环绕所述通孔(60)设置，所述斜面(102)由外向内逐渐扩张；

所述约束套(80)套设于所述斜面(102)上及部分所述外表面(10)上，所述轴向受力面(70)设置于所述内侧受力面(50)与所述斜面(102)之间。

4.根据权利要求2所述的密封件(100)，其特征在于，

所述约束套(80)为金属约束套(80)。

5.根据权利要求1所述的密封件(100)，其特征在于，还包括：

丝网，形成于所述密封体(20)的所述外表面(10)及所述密封体(20)内来减少或防止所述密封体(20)因破碎而掉落。

6.根据权利要求1所述的密封件(100)，其特征在于，

所述内侧受力面(50)与所述轴向方向具有夹角β，且

20度＜β＜30度。

7.根据权利要求1所述的密封件(100)，其特征在于，还包括：

锥形扩套(10a)，具有与所述通孔(60)基本相同的第一贯通孔，所述锥形扩套(10a)贴合于所述内侧受力面(50)且环绕所述通孔(60)设置，所述锥形扩套(10a)由外向内逐渐收缩来使所述锥形扩套(10a)整体为缩口状。

8.根据权利要求7所述的密封件(100)，其特征在于，还包括：

弹簧挡圈(10b)，具有与所述通孔(60)基本相同的第二贯通孔，所述弹簧挡圈(10b)贴合于所述锥形扩套(10a)且环绕所述通孔(60)设置，所述弹簧挡圈(10b)由外向内逐渐收缩来使所述弹簧挡圈(10b)整体为缩口状；

所述弹簧挡圈(10b)具有外沿(10d)，所述外沿(10d)与所述轴向受力面(70)相抵触。

9.根据权利要求8所述的密封件(100)，其特征在于，还包括：

锥形环(10c)，具有与所述通孔(60)基本相同的第三贯通孔，所述锥形环(10c)贴合于所述弹簧挡圈(10b)且环绕所述通孔(60)设置，所述锥形环(10c)的厚度由外向内逐渐减小来使所述锥形环(10c)整体为锥形。

10.一种压缩式封隔器(200)，其特征在于，具有权利要求1-9之一所述的密封件(100)。