CN112976638A - 一种用于采油机的井口密封件制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于采油机的井口密封件制造工艺，包括下列步骤：1)：采用冲压工艺将环形薄片冲压成截面为半圆槽状的A骨架；2)：采用铸模成型工艺制备截面为圆形的环形中间体；3)：采用压合机构将两A骨架半圆槽槽口相对压合到环形中间体上，制作中间骨架；4)：将中间骨架置于模具中，采用注射模制，制成外包裹有橡胶的过渡件；5)：在过渡件外围环形筋，并在环形筋上沿着过渡件的周向缠绕合成线；6)：最后将过渡件置于模具中，采用注射模制，使得橡胶将缠绕合成线的过渡件包裹在其内的密封件，本发明提出的制造工艺，工序简明，能够实现高强度抗压抗震抗撕裂密封件的制造，制造效率高。
Description
技术领域
本发明涉及密封件制备领域，具体涉及一种用于采油机的井口密封件制造工艺。
背景技术
采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。作为一门综合性应用学科，它所研究的是可经济有效地作用于油藏，以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。
采油工程中需要用到多种采油机械，其中在采油中对于井口的密封至关重要，现在井口的密封件需要承担来自于轴向的压力和振荡冲击，还要承受来自于径向的撕裂力，导致现在的密封件易损坏，使用寿命不高，需要经常的更换，传统的密封件制造工艺也不能满足高性能密封件的生产加工要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于采油机的井口密封件制造工艺，包括下列步骤：
1)：采用冲压工艺将环形薄片冲压成截面为半圆槽状的A骨架；
2)：采用铸模成型工艺制备截面为圆形的环形中间体；
3)：采用压合机构将两A骨架半圆槽槽口相对压合到环形中间体上，制作中间骨架；
4)：将中间骨架置于模具中，采用注射模制，制成外包裹有橡胶的过渡件；
5)：在过渡件外围环形筋，并在环形筋上沿着过渡件的周向缠绕合成线；
6)：最后将过渡件置于模具中，采用注射模制，使得橡胶将缠绕合成线的过渡件包裹在其内的密封件。
一种用于采油机的井口密封件，包括环状的橡胶主体，橡胶主体内装有用于增强其抗压抗撕裂能力的中间骨架，橡胶主体内还装有加强组件，中间骨架和加强组件间隔分布，加强组件用于维持橡胶主体的形状和整体及提升其抗破裂破碎能力。
通过上述技术方案：能够实现提升密封件的抗压和抗撕裂的能力，也能够在复杂使用条件下维持橡胶主体不变形、不开裂和不破碎，提升密封件使用寿命。
优选的：中间骨架为环形，中间骨架沿着垂直于其环形面的截面为圆形。
通过上述技术方案：截面为圆形的中间骨架具有良好的抗压能力，能抵抗来自不同方向的压力，提升抗冲击、抗压和抗撕裂的能力。
优选的：中间骨架包括两环形的A骨架和环形中间体，A骨架沿着垂直于其环形面的截面为半圆环形，环形中间体沿着垂直于其环形面的截面为圆形，两A骨架开口相对卡接在环形中间体上，两A骨架的内侧面和环形中间体外侧面贴合。
通过上述技术方案：实现构成中间骨架的目的，结构布局合理，结构稳定可靠，便于加工装配，环形中间体实现填充和支撑功能，在通过两A骨架的设置，外界压力首先由两A骨架承受，环形中间体给与两A骨架支撑，维持两骨架不变形，使得密封件不易变形，另外环形中间体也能够提升两A骨架的抗压能力，一者实现双效抗压的功能，二者实现维持两A骨架变形的目的。
优选的：加强组件包括环形加强筋和合成线，环形加强筋布置在中间骨架的内圈和外圈，环形加强筋和中间骨架间隔分布，合成线以中间骨架环形走向为中线缠绕在各环形加强筋上。
通过上述技术方案：环形加强筋能够增加密封件周向的强度，通过合成线的缠绕，能够增强密封件径向的强度，增强密封件抵抗拉扯、撕裂和冲击的能力，能够维持密封件不变形，同时避免在复杂条件使用下密封件容易开裂破碎局部破碎的问题。
优选的：环形加强筋设置有四根，两根布置在中间骨架内圈，两根布置在中间骨架外圈，内圈或外圈的环形加强筋上下间隔分布，中间骨架位于四根环形加强筋围合的区域内。
通过上述技术方案：使得结构整体布局更加合理，密封件内圈和外圈抵抗拉扯、撕裂和冲击的能力一致，使得密封件各处能够得到有效的支撑和加强。
优选的：合成线以中间骨架环形走向为中线呈螺旋状缠绕在各环形加强筋上。
通过上述技术方案：使得密封件结构更加合理，结构稳定可靠，密封件不同径向的抗性、强度和韧性一致，密封件不同位置均有一致的抗变形、破裂破碎的能力。
优选的：橡胶主体由下列原料组成：丁腈橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯、氧化锌、陶瓷微粉、硅粉、锰粉和硫化剂。
优选的：合成线由尼龙纤维、玻璃纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备。
优选的：环形加强筋有尼龙纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备。
优选的：A骨架为金属件，环形中间体为合成塑料。
用于采油机的井口密封件制造用的压合机构，包括工作台，工作台固定安装，工作台上装有环形的压合槽，压合槽内装有下环形板，下环形托板具有用于撑托A骨架的撑托槽，A骨架在撑托槽内呈开口朝上且水平分布，下环形托板连接升降机构，升降机构调节下环形托板进出压合槽，下环形托板上方装有上环形压板，上环形压板连接压合机构，压合机构用于驱使上环形压板下降将开口朝下布置在环形中间体上的A骨架压合在环形中间体上。
通过上述技术方案：能够实现
优选的：升降机构包括支撑杆，压合槽底部开设有贯穿工作台的通孔，通孔的孔向垂直下环形托板所在水平面，支撑杆和通孔一一对应布置，支撑杆杆长方向和通孔的孔向一致，支撑杆沿着通孔的孔向和通孔构成滑动导向配合，支撑杆上端固定连接下环形托板，支撑杆下端连接升降气缸，升降气缸用于带动支撑杆升降，实现带动下环形托板升降；支撑杆围绕下环形托板的中线呈等距圆周阵列分布；
优选的：上环形压板下侧具有环形压槽，上环形压板将A骨架压合在环形中间体的过程中，环形压槽和A骨架抵靠贴合。
优选的：压合机构由气缸构成。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的制造工艺，工序简明，能够实现高强度抗压抗震抗撕裂密封件的制造，制造效率高，本发明提出的密封件，具有优异的抗压抗震能力，抗撕裂能力强，抗破裂破碎能力强，密封效果好，耐用性强，使用寿命长，本发明提出的压合机构，能够实现中间骨架的快速压合加工，布料方便，卸料便捷，加工效率高，使用方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于采油机的井口密封件的截面示意图。
图2为本发明提出的一种用于采油机的井口密封件制造用的压合机构的结构示意图。
附图标记说明：100-橡胶主体、110-中间骨架、111-A骨架、112-环形中间体、120-加强组件、121-环形加强筋、122-合成线、200-工作台、210-压合槽、 220-通孔、300-升降机构、310-下环形托板、320-支撑杆、400-压合机构、410- 上环形压板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例1
在本实施例中提出了一种用于采油机的井口密封件制造工艺，包括下列步骤：
1)：采用冲压工艺将环形薄片冲压成截面为半圆槽状的A骨架；
2)：采用铸模成型工艺制备截面为圆形的环形中间体；
3)：采用压合机构将两A骨架半圆槽槽口相对压合到环形中间体上，制作中间骨架；
4)：将中间骨架置于模具中，采用注射模制，制成外包裹有橡胶的过渡件；
5)：在过渡件外围环形筋，并在环形筋上沿着过渡件的周向缠绕合成线；
6)：最后将过渡件置于模具中，采用注射模制，使得橡胶将缠绕合成线的过渡件包裹在其内的密封件。
实施例2
参考图1，在本实施例中提出了一种用于采油机的井口密封件，包括环状的橡胶主体100，橡胶主体100内装有用于增强其抗压抗撕裂能力的中间骨架 110，橡胶主体100内还装有加强组件120，中间骨架110和加强组件120间隔分布，加强组件120用于维持橡胶主体100的形状和整体及提升其抗破裂破碎能力；能够实现提升密封件的抗压和抗撕裂的能力，也能够在复杂使用条件下维持橡胶主体100不变形、不开裂和不破碎，提升密封件使用寿命。
中间骨架110为环形，中间骨架110沿着垂直于其环形面的截面为圆形；截面为圆形的中间骨架110具有良好的抗压能力，能抵抗来自不同方向的压力，提升抗冲击、抗压和抗撕裂的能力。
中间骨架110包括两环形的A骨架111和环形中间体112，A骨架111沿着垂直于其环形面的截面为半圆环形，环形中间体112沿着垂直于其环形面的截面为圆形，两A骨架111开口相对卡接在环形中间体112上，两A骨架111 的内侧面和环形中间体112外侧面贴合；中间骨架100结构布局合理，结构稳定可靠，便于加工装配，环形中间体112实现填充和支撑功能，在通过两A骨架111的设置，外界压力首先由两A骨架111承受，环形中间体112给与两A骨架111支撑，维持两A骨架111不变形，使得密封件不易变形，另外环形中间体112也能够提升两A骨架111的抗压能力，一者实现双效抗压的功能，二者实现维持两A骨架111变形的目的。
加强组件120包括环形加强筋121和合成线122，环形加强筋121布置在中间骨架110的内圈和外圈，环形加强筋121和中间骨架间110隔分布，合成线122以中间骨架110环形走向为中线缠绕在各环形加强筋121上；环形加强筋能121够增加密封件周向的强度，通过合成线122的缠绕，能够增强密封件径向的强度，增强密封件抵抗拉扯、撕裂和冲击的能力，能够维持密封件不变形，同时避免在复杂条件使用下密封件容易开裂破碎局部破碎的问题。
环形加强筋121设置有四根，两根布置在中间骨架110内圈，两根布置在中间骨架110外圈，内圈或外圈的环形加强筋121上下间隔分布，中间骨架110 位于四根环形加强筋121围合的区域内；合成线122以中间骨架110环形走向为中线呈螺旋状缠绕在各环形加强筋上122；使得结构整体布局更加合理，密封件内圈和外圈抵抗拉扯、撕裂和冲击的能力一致，使得密封件各处能够得到有效的支撑和加强。
橡胶主体100由下列原料组成：丁腈橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯、氧化锌、陶瓷微粉、硅粉、锰粉和硫化剂；合成线122由尼龙纤维、玻璃纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备；环形加强筋121由尼龙纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备。
实施例3
参考图2，在本实施例中提出了一种用于采油机的井口密封件制造用的压合机构，包括工作台200，工作台200固定安装，工作台200上装有环形的压合槽210，压合槽210内装有下环形板310，下环形托板310具有用于撑托A 骨架111的撑托槽，A骨架111在撑托槽内呈开口朝上且水平分布，下环形托板310连接升降机构300，升降机构300调节下环形托板310进出压合槽210，下环形托板310上方装有上环形压板410，上环形压板410连接压合机构400，压合机构400用于驱使上环形压板410下降将开口朝下布置在环形中间体上的 A骨架111压合在环形中间体112上。
升降机构300包括支撑杆320，压合槽210底部开设有贯穿工作台的通孔 220，通孔220的孔向垂直下环形托板310所在水平面，支撑杆320杆长方向和通孔220的孔向一致，支撑杆320和通孔220一一对应布置，支撑杆320沿着通孔的孔向和通孔220构成滑动导向配合，支撑杆320上端固定连接下环形托板310，支撑杆320下端连接升降气缸，升降气缸用于带动支撑杆320升降，实现带动下环形托板310升降；支撑杆320围绕下环形托板的中线呈等距圆周阵列分布。
上环形压板410下侧具有环形压槽，上环形压板410将A骨架111压合在环形中间体112的过程中，环形压槽和A骨架111抵靠贴合；压合机构由气缸构成。
在装配中间骨架110时，首先升降气缸带动支撑杆320下降，支撑杆320 带动下环形托板310下降并进入到压合槽210中，下环形托板310底部和压合槽210槽壁贴合，在下环形托板310中的撑托槽内放入A骨架111，A骨架111 开口朝上放置，再在A骨架111上放入环形中间体112，然后再在环形中间体 112上放另一A骨架111，压合机构启动，气缸带动上环形压板410下降，将两A骨架111压合在环形中间体112上，气缸带动上环形压板410上升脱离压合槽210，升降气缸启动，通过支撑杆320将下环形托板310顶出压合槽210，取出即可。
实施例4
按照实施例1的制造工艺制取实施例2中提出的密封件，记为试验组，选用采油机三款市面上常见的井口密封件，记为对照组A、B、C，将四款密封件用于工作条件一致的井口上，记录其使用时间，如下表所示：
| 组别 | A对照组 | B对照组 | C对照组 | 试验组 |
| 时间(天) | 32 | 45 | 61 | 106 |
从上表可知，本发明提出的密封件较之常用的低中高三档密封件具有较长的使用寿命。
本发明提出的制造工艺，工序简明，能够实现高强度抗压抗震抗撕裂密封件的制造，制造效率高，本发明提出的密封件，具有优异的抗压抗震能力，抗撕裂能力强，抗破裂破碎能力强，密封效果好，耐用性强，使用寿命长，本发明提出的压合机构，能够实现中间骨架的快速压合加工，布料方便，卸料便捷，加工效率高，使用方便。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (10)
1.一种用于采油机的井口密封件制造工艺，其特征在于，包括下列步骤：
1)：采用冲压工艺将环形薄片冲压成截面为半圆槽状的A骨架；
2)：采用铸模成型工艺制备截面为圆形的环形中间体；
3)：采用压合机构将两A骨架半圆槽槽口相对压合到环形中间体上，制作中间骨架；
4)：将中间骨架置于模具中，采用注射模制，制成外包裹有橡胶的过渡件；
5)：在过渡件外围环形筋，并在环形筋上沿着过渡件的周向缠绕合成线；
6)：最后将过渡件置于模具中，采用注射模制，使得橡胶将缠绕合成线的过渡件包裹在其内的密封件。
2.一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：包括环状的橡胶主体(100)，橡胶主体(100)内装有用于增强其抗压抗撕裂能力的中间骨架(110)，橡胶主体(100)内还装有加强组件(120)，中间骨架(110)和加强组件(120)间隔分布，加强组件(120)用于维持橡胶主体(100)的形状和整体及提升其抗破裂破碎能力。
3.根据权利要求2所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：中间骨架(110)为环形，中间骨架(110)沿着垂直于其环形面的截面为圆形。
4.根据权利要求3所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：中间骨架(110)包括两环形的A骨架(111)和环形中间体(112)，A骨架(111)沿着垂直于其环形面的截面为半圆环形，环形中间体(112)沿着垂直于其环形面的截面为圆形，两A骨架(111)开口相对卡接在环形中间体(112)上，两A骨架(111)的内侧面和环形中间体(112)外侧面贴合。
5.根据权利要求2所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：加强组件(120)包括环形加强筋(121)和合成线(122)，环形加强筋(121)布置在中间骨架(110)的内圈和外圈，环形加强筋(121)和中间骨架间(110)隔分布，合成线(122)以中间骨架(110)环形走向为中线缠绕在各环形加强筋(121)上。
6.根据权利要求5所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：环形加强筋(121)设置有四根，两根布置在中间骨架(110)内圈，两根布置在中间骨架(110)外圈，内圈或外圈的环形加强筋(121)上下间隔分布，中间骨架(110)位于四根环形加强筋(121)围合的区域内。
7.根据权利要求5所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：合成线(122)以中间骨架(110)环形走向为中线呈螺旋状缠绕在各环形加强筋上(122)。
8.根据权利要求2所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：橡胶主体(100)由下列原料组成：丁腈橡胶、氟橡胶、丁苯橡胶、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯、氧化锌、陶瓷微粉、硅粉、锰粉和硫化剂。
9.根据权利要求5所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：合成线(122)由尼龙纤维、玻璃纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备。
10.根据权利要求5所述的一种用于采油机的井口密封件，其特征在于：环形加强筋(121)由尼龙纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维和碳化硅纤维组合制备。
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| CN114320208A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-04-12 | 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 | 一种气井井口可视化装置的自紧密封结构 |
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