CN109826953A - 一种高温高压密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高温高压密封装置，包括上釜盖；所述上釜盖底部下侧设有上法兰；所述上法兰与上釜盖之间通过四周设有的第一紧定螺栓螺纹固定连接，且其底部下侧设有筒体；所述筒体底部下侧设有下法兰；所述下法兰底部下侧设有下釜盖；所述下釜盖与下法兰之间通过四周设有的第二紧定螺栓螺纹固定连接；本发明适用于新型方形内胆模型，尤其适合薄壁结构的内置模型的密封形式，提升了内置模型的压力传递效率。

Description

一种高温高压密封装置

技术领域

本发明涉及石油天然气的勘探开发领域，具体是一种高温高压密封装置。

背景技术

方形内胆模型是稠油热采实验装置的核心组件，传统的稠油热采实验中，方形内胆模型作为主要实验内容的发生场合，往往被设计得非常厚重，这样设计的原因是方形内胆模型放置在高压舱内，当高压舱加压后将会对方形内胆模型形成较高的压力，如果模型的壁厚不够，容易发生结构破坏等现象。在新型的稠油热采实验装置中，方形内胆被创造性地设置成比较轻薄的形式，之所以这样设计，是因为在新型实验装置中，我们可以从高压舱外对方形模型内部进行增压，这样在实验过程中，由于内胆模型内外压力的相互抵消，模型壁受到的等效压力并不会超过材料的许用应力。

尽管新型内胆模型在稠油热采实验中已经越来越普及，但是新型内胆模型的密封形式一直没有发生变化，仍然采用传统的氟胶O型圈进行密封。氟胶O型圈在传统的内胆模型中已被证明是可以满足试验要求的，但是新型内胆模型壁厚的减小导致内外压力的传递变得更加方便，模型内外合力的共同作用形成一个合力矩作用于模型的密封端面，在高温高压的环境下，采用单一O型圈的内胆模型的密封变成了问题。

本发明高温高压密封方法针对传统密封形式不能满足高温高压实验环境的现状做出了改进，主要解决的问题是采用新型轻薄方形内胆模型的实验装置中，在高温高压的环境下，保证方形内胆模型不会发生泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压密封装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温高压密封装置，包括上釜盖；所述上釜盖底部下侧设有上法兰；所述上法兰与上釜盖之间通过四周设有的第一紧定螺栓螺纹固定连接，且其底部下侧设有筒体；所述筒体底部下侧设有下法兰；所述下法兰底部下侧设有下釜盖；所述下釜盖与下法兰之间通过四周设有的第二紧定螺栓螺纹固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述筒体呈圆柱体状，其内部中空设置，且其顶部与上法兰之间采用焊接形式连接。

作为本发明进一步的方案：所述下法兰顶部与筒体之间采用焊接形式连接。

作为本发明进一步的方案：所述上釜盖、下釜盖、上法兰、下法兰和筒体均采用不锈钢材料。

作为本发明进一步的方案：所述上法兰与上釜盖和下法兰与下釜盖之间均采用内垫片、O 型圈和外垫片的排布形式进行密封。

作为本发明再进一步的方案：具有以下步骤：

步骤一：将上法兰、下法兰与筒体进行焊接。

步骤二：在上法兰的密封槽内依次安装内垫片、O型圈和外垫片，安装完毕后将上釜盖举升至上法兰的正上方，利用第一紧定螺栓将上法兰与上釜盖连接，连接完毕后旋转釜体。

步骤三：将下法兰与下釜盖按照步骤二的方式进行密封，完成整个模型的组装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，通用性好，内置模型，尤其是在围压环境下的内置模型的密封形式均可以采用本发明所述技术；本发明无论在低温低压还是高温高压环境下均能满足密封需要；本密封结构适用于新型方形内胆模型，尤其适合薄壁结构的内置模型的密封形式，提升了内置模型的压力传递效率。

附图说明

图1为一种高温高压密封装置的结构示意图。

图2为一种高温高压密封装置中B的结构示意图。

图中：1-第一紧定螺栓，2-上釜盖，3-上法兰，4-筒体，5-下法兰，6-第二紧定螺栓，7-下釜盖，8-O型圈，9-外垫片，10-内垫片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种高温高压密封装置，包括上釜盖2；所述上釜盖2底部下侧设有上法兰3；所述上法兰3与上釜盖2之间通过四周设有的第一紧定螺栓1螺纹固定连接，且其底部下侧设有筒体4；所述筒体4呈圆柱体状，其内部中空设置，且其顶部与上法兰3之间采用焊接形式连接，且其底部下侧设有下法兰5；所述下法兰5顶部与筒体4之间采用焊接形式连接，且其底部下侧设有下釜盖7；所述下釜盖7与下法兰5之间通过四周设有的第二紧定螺栓6螺纹固定连接；上釜盖2、下釜盖7、上法兰3、下法兰5和筒体4均采用不锈钢材料，根据实验要求的不同可选用304不锈钢、316不锈钢或316L不锈钢；上法兰3与上釜盖 2和下法兰5与下釜盖7之间均采用内垫片10、O型圈8和外垫片9的排布形式进行密封，O 型圈8根据实验温度的不同可选用氟胶材料或溴化丁腈材料，外垫片9和内垫片10一般采用 304不锈钢材料。

具有以下步骤：

步骤一：将上法兰3、下法兰5与筒体4进行焊接。

步骤二：在上法兰3的密封槽内依次安装内垫片10、O型圈8和外垫片9，安装完毕后将上釜盖2举升至上法兰3的正上方，利用第一紧定螺栓1将上法兰3与上釜盖2连接，连接完毕后旋转釜体。

步骤三：将下法兰5与下釜盖7按照步骤二的方式进行密封，完成整个模型的组装。

本发明的工作原理是：首先操作人员将上法兰3、下法兰5与筒体4进行焊接，焊接完毕后在上法兰3的密封槽内依次安装内垫片10、O型圈8和外垫片9，安装完毕后将上釜盖2举升至上法兰3的正上方，利用第一紧定螺栓1将上法兰3与上釜盖2连接，连接完毕后旋转釜体，将下法兰5与下釜盖7按照同样的方式进行密封，完成整个模型的组装。本发明针对的是新型稠油实验装备的方形内胆模型密封，这种方形内胆模型的壁厚相比较传统模型要更薄，导致模型内外压力的传导效果更加明显，在低温低压的环境下，O型圈密封作为一种传统密封形式已被证明具有相当的可靠性；在高温高压的环境下，首先O型圈容易发生软化和破坏最终失去密封效果，再由于模型内外压力差作用于模型密封端面形成合力矩，加速了密封结构的溃败，本发明采用的双垫圈夹O型圈的密封形式很好地解决了这个问题，当内部压力高于外部压力时，合力矩促使外垫圈向内挤压形成良好密封，当内部压力小于外部压力时，合力矩促使内垫圈向外挤压形成良好密封，这样，本发明实现了新型方形内胆模型在高温高压下的密封。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高温高压密封装置，包括上釜盖(2)；其特征在于，所述上釜盖(2)底部下侧设有上法兰(3)；所述上法兰(3)与上釜盖(2)之间通过四周设有的第一紧定螺栓(1)螺纹固定连接，且其底部下侧设有筒体(4)；所述筒体(4)底部下侧设有下法兰(5)；所述下法兰(5)底部下侧设有下釜盖(7)；所述下釜盖(7)与下法兰(5)之间通过四周设有的第二紧定螺栓(6)螺纹固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压密封装置，其特征在于，所述筒体(4)呈圆柱体状，其内部中空设置，且其顶部与上法兰(3)之间采用焊接形式连接。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压密封装置，其特征在于，所述下法兰(5)顶部与筒体(4)之间采用焊接形式连接。

4.根据权利要求1所述的一种高温高压密封装置，其特征在于，所述上釜盖(2)、下釜盖(7)、上法兰(3)、下法兰(5)和筒体(4)均采用不锈钢材料。

5.根据权利要求1所述的一种高温高压密封装置，其特征在于，所述上法兰(3)与上釜盖(2)和下法兰(5)与下釜盖(7)之间均采用内垫片(10)、O型圈(8)和外垫片(9)的排布形式进行密封。

6.根据权利要求1所述的一种高温高压密封装置，其特征在于，具有以下步骤：

步骤一：将上法兰(3)、下法兰(5)与筒体(4)进行焊接。

步骤二：在上法兰(3)的密封槽内依次安装内垫片(10)、O型圈(8)和外垫片(9)，安装完毕后将上釜盖(2)举升至上法兰(3)的正上方，利用第一紧定螺栓(1)将上法兰(3)与上釜盖(2)连接，连接完毕后旋转釜体。

步骤三：将下法兰(5)与下釜盖(7)按照步骤二的方式进行密封，完成整个模型的组装。