CN113914811B - 一种耐高温双u型封隔器密封件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐高温双U型封隔器密封件，在第二弹性体的首尾两端分别一体设置有弹性本体，在弹性本体的表面分别编织金属丝后形成第一金属丝体和第二金属丝体，在第二金属丝体上一体设置第一弹性体，在第一金属丝体上一体设置第三弹性体，第一弹性体和第三弹性体均包括内舌、外舌、内缺口和外缺口，外舌一体设置在第一金属丝体和第二金属丝体的外壁顶端，在外舌上均匀开设有外缺口，内舌一体设置在第一金属丝体和第二金属丝体的内壁顶端，在内舌上均匀开设有内缺口，内舌的高度低于外舌的高度。本发明解决了常规注汽高温封隔器密封件在高低温交变状态下无法密封的问题，实现长期有效的密封。

Description

一种耐高温双U型封隔器密封件及其制作方法

技术领域

本发明涉及环空密封装置技术领域，更具体地说涉及一种耐高温双U型封隔器密封件及其制作方法。

背景技术

目前，封隔器广泛用于钻井、固井、油气生产井等矿井中，尤其应用于生产井中；它是一种工作可靠的井下封隔工具，该工具必须在温度变化、压力变化过程中具有良好的密封效果。现有的高温井下封隔器密封件存在耐温低、无法长时间保持密封的问题，在高低温交变状态下无法密封等情况，并且受制于密封件加工工艺的影响，目前封隔器密封件的座封方式存在一定的风险，给油井、气井等生产井采油带来一定的安全隐患。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的密封件存在耐温低、无法长时间保持密封的问题，给油井、气井等生产井采油带来一定的安全隐患，提供了一种耐高温双U型封隔器密封件及其制作方法，解决了常规注汽高温封隔器密封件在高低温交变状态下无法密封的问题，实现长期有效的密封。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种耐高温双U型封隔器密封件，包括第一弹性体、第一金属丝体、第二弹性体、第二金属丝体和第三弹性体，在所述第二弹性体的首尾两端分别一体设置有弹性本体，在所述弹性本体的表面分别编织金属丝后形成第一金属丝体和第二金属丝体，在所述第二金属丝体上一体设置所述第一弹性体，在所述第一金属丝体上一体设置所述第三弹性体，所述第一弹性体和所述第三弹性体均包括内舌、外舌、内缺口和外缺口，所述外舌一体设置在所述第一金属丝体和所述第二金属丝体的外壁顶端，在所述外舌上均匀开设有外缺口，所述内舌一体设置在所述第一金属丝体和所述第二金属丝体的内壁顶端，在所述内舌上均匀开设有内缺口，外缺口和内缺口用于为外舌和内舌的径向变形提供间隙，所述内舌的高度低于所述外舌的高度。

所述第一金属丝体和所述第二金属丝体采用316L金属丝在弹性本体外通过米字形状编织而成，金属丝的直径0.1-0.12mm。

所述弹性本体采用Inconel X-750材料。

在所述第二弹性体的内壁中部采用凹型结构，在凹型结构的内壁上均匀开设有用于排气的通孔。

所述通孔的数量为4个。

所述外舌与密封件径向之间的夹角为78-80°。

所述第一弹性体和所述第三弹性体的邵氏硬度为95-100，所述第二弹性体的邵氏硬度为85-90。

一种耐高温双U型封隔器密封件的制作方法，按照下述步骤进行：

步骤1，对弹性本体粗车加工后热处理，以增加其弹性，然后精车加工，得到成型后的弹性本体；

步骤2，在成型后的弹性本体的表面编织金属丝，编织形状为米字型，形成第一金属丝体或者第二金属丝体，将第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体整体放入一号模具内挤压，挤压力为10t，挤压时间为10min，取出后再次放入二号模具内挤压，挤压力为25t，挤压时间为10min，取出后，放入高温烘箱内350℃下烘烤60min，再取出后放入三号模具内挤压，挤压力为40t，挤压时间为5min后，冷却成型，得到第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体；

步骤3，将步骤2得到的第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体放入专用模具内，向专用模具内倒入第一弹性体、第三弹性体和第二弹性体胶料模压成型，模压压力为50MPa，成型后进行高温处理，冷却定型，即得到耐高温双U型封隔器密封件。

本发明的有益效果为：本发明有效的降低密封胶筒位置的温度，提高橡胶材料的使用寿命，降低生产成本；本发明有效降低高温井下封隔器在高低温交变过程密封失效问题；本发明有效降低高温井下封隔器座封失效的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明与封隔器的装配结构示意图；

图3为本发明工作前的结构示意图；

图4为本发明工作后的结构示意图；

图5为本发明中第一弹性体的结构示意图；

图中：1为第一弹性体；2为第二弹性体；3为第一金属丝体；4为弹性本体；5为封隔器压环；6为封隔器推环；7为封隔器中心体；8为套管；9为第三弹性体；10为第二金属丝体；11为内舌；12为外舌；13为内缺口；14为外缺口。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种耐高温双U型封隔器密封件，包括第一弹性体1、第一金属丝体3、第二弹性体2、第二金属丝体10和第三弹性体9，在第二弹性体2的首尾两端分别一体设置有弹性本体4，在弹性本体4的表面分别编织金属丝后形成第一金属丝体3和第二金属丝体10，在第二金属丝体10上一体设置第一弹性体1，在第一金属丝体3上一体设置第三弹性体9，第一弹性体1和第三弹性体9均包括内舌11、外舌12、内缺口13和外缺口14，外舌12一体设置在第一金属丝体3和第二金属丝体10的外壁顶端，在外舌12上均匀开设有外缺口14，内舌11一体设置在第一金属丝体3和第二金属丝体10的内壁顶端，在内舌11上均匀开设有内缺口13，外缺口14和内缺口13用于为外舌12和内舌11的径向变形提供间隙，内舌11的高度低于外舌12的高度，外舌12与密封件径向之间的夹角为78-80°，优选79.5°。

实施例二

在实施例一的基础上，第一金属丝体3和第二金属丝体10采用316L金属丝在弹性本体4外通过米字形状编织而成，金属丝的直径0.1-0.12mm。

弹性本体4采用Inconel X-750材料。

在第二弹性体2的内壁中部采用凹型结构，在凹型结构的内壁上均匀开设有用于排气的通孔。

通孔的数量为4个。

第一弹性体1和第三弹性体9的邵氏硬度为95-100，第二弹性体2的邵氏硬度为85-90。

将封隔器中心体7装入耐高温双U型封隔器密封件的内部，封隔器中心体7外径大于第一弹性体1的内径，因此封隔器中心体7与第一弹性体1处于过盈配合，第一弹性体1和第三弹性体9的内舌处于弯曲状态，因此封隔器中心体7与耐高温双U型封隔器密封件达到密封效果。

第一弹性体1的外舌与封隔器压环5相接触，在装配过程中，封隔器压环5的内径小于第一弹性体1外舌的外径，故封隔器压环5压缩第一弹性体1的外舌，使第一弹性体1的外舌外径变小，弹性本体4处于弯曲状态，此时弹性本体4向外挤压第一弹性体1的外舌，耐高温双U型封隔器密封件的整体外径变小，封隔器推环6置于第一弹性体1外舌和内舌之间，封隔器整体组装完成。

封隔器下入套管8内指定位置，封隔器推环6分别从上下两端挤压密封件，第一弹性体1的外舌从封隔器压环5内部推出，受到弹性本体4弹力作用第一弹性体1的外舌向外弹出，第一弹性体1的外舌与套管8接触形成密封，封隔器推环6继续分别从上下两端挤压密封件，第二弹性体2受压膨胀发生形变，第二弹性体2的两端内壁与封隔器中心体7接触密封，第二弹性体2的中部外壁与套管8接触密封，此时完成正常工作状态。

实施例三

一种耐高温双U型封隔器密封件的制作方法，按照下述步骤进行：

步骤1，对弹性本体4粗车加工后热处理，以增加其弹性，然后精车加工，得到成型后的弹性本体4；

步骤2，在成型后的弹性本体4的表面编织金属丝，编织形状为米字型，形成第一金属丝体3或者第二金属丝体10，将第一金属丝体3或者第二金属丝体10和弹性本体4整体放入一号模具内挤压，挤压力为10t，挤压时间为10min，取出后再次放入二号模具内挤压，挤压力为25t，挤压时间为10min，取出后，放入高温烘箱内350℃下烘烤60min，再取出后放入三号模具内挤压，挤压力为40t，挤压时间为5min后，冷却成型，得到第一金属丝体3或者第二金属丝体10和弹性本体4；

步骤3，将步骤2得到的第一金属丝体3或者第二金属丝体10和弹性本体4放入专用模具内，向专用模具内倒入第一弹性体1、第三弹性体9和第二弹性体2胶料模压成型，模压压力为50MPa，成型后进行高温处理，冷却定型，即得到耐高温双U型封隔器密封件。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种耐高温双U型封隔器密封件，其特征在于：包括第一弹性体、第一金属丝体、第二弹性体、第二金属丝体和第三弹性体，在所述第二弹性体的首尾两端分别一体设置有弹性本体，在所述弹性本体的表面分别编织金属丝后形成第一金属丝体和第二金属丝体，在所述第二金属丝体上一体设置所述第一弹性体，在所述第一金属丝体上一体设置所述第三弹性体，所述第一弹性体和所述第三弹性体均包括内舌、外舌、内缺口和外缺口，所述外舌一体设置在所述第一金属丝体和所述第二金属丝体的外壁顶端，在所述外舌上均匀开设有外缺口，所述内舌一体设置在所述第一金属丝体和所述第二金属丝体的内壁顶端，在所述内舌上均匀开设有内缺口，外缺口和内缺口用于为外舌和内舌的径向变形提供间隙，所述内舌的高度低于所述外舌的高度，在所述第二弹性体的内壁中部采用凹型结构，在凹型结构的内壁上均匀开设有用于排气的通孔，所述外舌与密封件径向之间的夹角为78-80°。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温双U型封隔器密封件，其特征在于：所述第一金属丝体和所述第二金属丝体采用316L金属丝在弹性本体外通过米字形状编织而成，金属丝的直径0.1-0.12mm。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温双U型封隔器密封件，其特征在于：所述弹性本体采用Inconel X-750材料。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温双U型封隔器密封件，其特征在于：所述通孔的数量为4个。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温双U型封隔器密封件，其特征在于：所述第一弹性体和所述第三弹性体的邵氏硬度为95-100，所述第二弹性体的邵氏硬度为85-90。

6.一种如权利要求1所述的耐高温双U型封隔器密封件的制作方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，对弹性本体粗车加工后热处理，以增加其弹性，然后精车加工，得到成型后的弹性本体；

步骤2，在成型后的弹性本体的表面编织金属丝，编织形状为米字型，形成第一金属丝体或者第二金属丝体，将第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体整体放入一号模具内挤压，挤压力为10t，挤压时间为10min，取出后再次放入二号模具内挤压，挤压力为25t，挤压时间为10min，取出后，放入高温烘箱内350℃下烘烤60min，再取出后放入三号模具内挤压，挤压力为40t，挤压时间为5min后，冷却成型，得到第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体；

步骤3，将步骤2得到的第一金属丝体或者第二金属丝体和弹性本体放入专用模具内，向专用模具内倒入第一弹性体、第三弹性体和第二弹性体胶料模压成型，模压压力为50MPa，成型后进行高温处理，冷却定型，即得到耐高温双U型封隔器密封件。