CN220016531U - 一种高温高压伸缩节密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石油工程技术领域，提供了一种高温高压伸缩节密封结构，设置在中心管与外筒之间，所述中心管的外侧面上开有环形容纳槽，所述环形容纳槽内设置有动密封机构，所述动密封机构包括两个对称设置的动密封组件，所述动密封组件包括压环、支撑环和V形密封圈，所述压环的内外两侧分别与所述中心管和所述外筒滑动接触，所述压环的内侧面上开有V形槽，所述V形槽与所述V形密封圈相适应，所述支撑环的内侧面上固定安装有环形锥台，所述环形锥台与所述V形密封圈上的V形唇相适应；所述V形密封圈由Aflas氟橡胶材料制成。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油工程技术领域，具体涉及一种高温高压伸缩节密封结构。
背景技术
高温高压伸缩节是适用于油田高温高压井的一款伸缩节，能极大地拓展超深井测试应用井的井型范围，为超深井勘探开发提供坚实的装备基础，同时为超深井石油工程市场开拓提供有力的技术支撑。
伸缩节包括中心管和外筒，中心管在外筒内作往复运动，中心管与外筒之间设计有密封结构。目前常用的密封形式为O型圈密封，其优点在于结构简单，成本低，安装操作简单，常用于压力低于70MPa，温度低于150℃的静态密封中。结合伸缩节的结构及功能，中心管与外筒之间属于动态密封，单纯使用O型圈作为密封原件，无法保证其密封性能的稳定性，并且也不适用于油田高温高压井的工作环境。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高温高压伸缩节密封结构，使其能够稳定实现中心管与外筒之间的密封，并且适用于油田高温高压井的工作环境。
为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现：一种高温高压伸缩节密封结构，设置在中心管与外筒之间，所述中心管的外侧面上开有环形容纳槽，所述环形容纳槽内设置有动密封机构，所述动密封机构包括两个对称设置的动密封组件，所述动密封组件包括压环、支撑环和V形密封圈，所述压环的内外两侧分别与所述中心管和所述外筒滑动接触，所述压环的内侧面上开有V形槽，所述V形槽与所述V形密封圈相适应，所述支撑环的内侧面上固定安装有环形锥台，所述环形锥台与所述V形密封圈上的V形唇相适应；
所述V形密封圈由Aflas氟橡胶材料制成。
进一步地，所述中心管的外侧面上开有环形密封槽，所述环形密封槽内设置有静密封组件，所述静密封组件包括O型密封圈，所述O型密封圈的两侧分别设置了支撑挡圈，所述支撑挡圈的内侧与所述环形密封槽的底部滑动接触，所述支撑挡圈的外侧与所述外筒滑动接触；
所述O型密封圈由Aflas氟橡胶材料制成，所述支撑挡圈由PEEK材料制成。
进一步地，所述动密封机构的数量为四组，四组所述动密封机构间隔布置。
进一步地，还包括环形压帽和环形推板，所述环形压帽的内端面上开有环形梯形槽，所述环形梯形槽与所述中心管的下部相适应，所述环形压帽的外端面上形成有向内延伸、且向下倾斜的第一环形导向面，所述环形推板设置在所述环形梯形槽内，所述环形推板上形成有与所述第一环形导向面相适应的第二环形导向面。
进一步地，还包括密封垫，所述密封垫设置在所述中心管的底部与所述环形推板之间。
进一步地，所述环形密封槽的数量为两个，两个所述环形密封槽间隔布置。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种高温高压伸缩节密封结构，当中心管受到来自左侧的载荷时，动密封机构右侧的动密封组件的支撑环会向右移动，V形密封圈的唇就会沿径向方向伸展；反之，当中心管受到来自右侧的载荷时，动密封机构右侧的动密封组件的V形密封圈的唇就会沿径向方向伸展，从而实现中心管与外筒之间的更好密封，避免液体从中心管与外筒之间泄漏。动密封机构密封性能的稳定性更好，并且Aflas氟橡胶材料适用于油田高温高压井的工作环境。
附图说明
图1为本实用新型的局部剖面结构示意图；
图2为图1中A部的放大结构示意图。
附图标记：10-中心管、11-环形容纳槽、12-环形密封槽、20-外筒、30-动密封组件、31-压环、32-支撑环、33-V形密封圈、34-V形槽、35-环形锥台、40-静密封组件、41-O型密封圈、42-支撑挡圈、50-环形压帽、51-环形推板、52-第一环形导向面、53-第二环形导向面、54-密封垫。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-2所示，本实用新型提供一种高温高压伸缩节密封结构，伸缩节包括中心管10和外筒20。本结构设置在中心管10与外筒20之间。中心管10的外侧面上开有向内延伸的环形容纳槽11，环形容纳槽11内设置有动密封机构。动密封机构包括两个对称设置的动密封组件30，为了方便描述，从左至右依次命名为第一动密封组件30和第二动密封组件30。
动密封组件30包括压环31、支撑环32和V形密封圈33。压环31的内外两侧分别与中心管10和外筒20滑动接触。压环31的内侧面上开有向内延伸的V形槽34，V形槽34与V形密封圈33相适应。支撑环32的内侧面上固定安装有向外延伸的环形锥台35，环形锥台35与V形密封圈33上的V形唇相适应。
V形密封圈33由Aflas氟橡胶材料制成。Aflas氟橡胶材料具有以下优点：1.耐碱·耐胺性，由于其特有的分子构造，使其拥有出众的耐碱性和耐胺性。2.耐蒸汽性，针对高温高压的蒸汽，具有优异的耐久性。(200系列除外)。3.电气绝缘性，体积固有电阻具备10-16极为优异的绝缘性。对高电压同样具备优异的绝缘性。4.耐热性，可连续使用温度为200℃，若在短时间内，对250℃也同样具备优异的耐热性。5.耐酸性，针对硫酸，盐酸等强酸，同样具备优异的耐酸性。6.耐油性，具有优异的耐油性。尤其，针对添加过胺的防酸化剂的油，同样具备优异的耐久性。并且，尤其对于重油的耐久性，比其他橡胶更为优异。
当中心管10受到来自左侧的载荷时，第一动密封组件30的支撑环32会向右移动，V形密封圈33的唇就会沿径向方向向外伸展、与中心管10和外筒20紧密接触。反之，当中心管10受到来自右侧的载荷时，第二动密封组件30的压环31会向左移动，V形密封圈33的唇就会沿径向方向向外伸展、与中心管10和外筒20紧密接触。因此不论载荷的方向是左还是右，本结构能够实现中心管10与外筒20之间的更好密封，避免液体从中心管10与外筒20之间泄漏。动密封机构密封性能的稳定性更好，并且Aflas氟橡胶材料适用于油田高温高压井的工作环境。
在一个实施例中，中心管10的外侧面上开有环形密封槽12，环形密封槽12内设置有静密封组件40。静密封组件40包括O型密封圈41，O型密封圈41的两侧分别设置了支撑挡圈42，支撑挡圈42的内侧与环形密封槽12的底部滑动接触，支撑挡圈42的外侧与外筒20滑动接触。
O型密封圈41由Aflas氟橡胶材料制成，支撑挡圈42由PEEK材料制成。
PEEK材料，中文名称为聚醚醚酮，属于特种塑料，长期使用温度250度左右，具有耐高温、高耐磨、拉伸强度高、阻燃性好等特性。PEEK材料可以用于加工各种规格的PEEK零件，可制造高要求的机械零部件，如齿轮、轴承、阀门座、密封圈、泵耐磨环、垫圈等。
静密封采用以上结构，O型密封圈41左右增加PEEK材料制成的支撑挡圈42，此种结构可以承受来自双向的高温高压载荷，当受到载荷时，O型密封圈41受到挤压会径向方向向外伸展、与中心管10和外筒20紧密接触，进一步提高密封性，避免液体从中心管10与外筒20之间泄漏，进一步保证了密封的可靠性。
在一个实施例中，动密封机构的数量为四组，四组动密封机构间隔布置。
在一个实施例中，还包括环形压帽50和环形推板51。环形压帽50的内端面上开有环形梯形槽，环形梯形槽与中心管10的下部相适应。环形压帽50的外端面上形成有向内延伸、且向下倾斜的第一环形导向面52，环形推板51设置在环形梯形槽内，环形推板51上形成有与第一环形导向面52相适应的第二环形导向面53。
当受到来自左侧的载荷时，载荷会对环形推板51形成向右的推力，在第一环形导向面52和第二环形导向面53的作用下，环形压帽50会向外扩张，直到与外筒20紧密接触，这样进入环形容纳槽11的载荷就会减少，进一步提高了中心管10与外筒20之间的密封性。
在一个实施例中，还包括密封垫54，密封垫54设置在中心管10的底部与环形推板51之间。
当受到来自左侧的载荷时，密封垫54能够实现中心管10与环形推板51之间的密封性，进一步避免液体从中心管10与环形推板51之间进入到环形容纳槽11内，进一步提高了中心管10与外筒20之间的密封性。
在一个实施例中，环形密封槽12的数量为两个，两个环形密封槽12间隔布置，保证了密封的可靠性。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种高温高压伸缩节密封结构，设置在中心管与外筒之间，其特征在于：所述中心管的外侧面上开有环形容纳槽，所述环形容纳槽内设置有动密封机构，所述动密封机构包括两个对称设置的动密封组件，所述动密封组件包括压环、支撑环和V形密封圈，所述压环的内外两侧分别与所述中心管和所述外筒滑动接触，所述压环的内侧面上开有V形槽，所述V形槽与所述V形密封圈相适应，所述支撑环的内侧面上固定安装有环形锥台，所述环形锥台与所述V形密封圈上的V形唇相适应；
所述V形密封圈由Aflas氟橡胶材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压伸缩节密封结构，其特征在于：所述中心管的外侧面上开有环形密封槽，所述环形密封槽内设置有静密封组件，所述静密封组件包括O型密封圈，所述O型密封圈的两侧分别设置了支撑挡圈，所述支撑挡圈的内侧与所述环形密封槽的底部滑动接触，所述支撑挡圈的外侧与所述外筒滑动接触；
所述O型密封圈由Aflas氟橡胶材料制成，所述支撑挡圈由PEEK材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压伸缩节密封结构，其特征在于：所述动密封机构的数量为四组，四组所述动密封机构间隔布置。
4.根据权利要求3所述的一种高温高压伸缩节密封结构，其特征在于：还包括环形压帽和环形推板，所述环形压帽的内端面上开有环形梯形槽，所述环形梯形槽与所述中心管的下部相适应，所述环形压帽的外端面上形成有向内延伸、且向下倾斜的第一环形导向面，所述环形推板设置在所述环形梯形槽内，所述环形推板上形成有与所述第一环形导向面相适应的第二环形导向面。
5.根据权利要求4所述的一种高温高压伸缩节密封结构，其特征在于：还包括密封垫，所述密封垫设置在所述中心管的底部与所述环形推板之间。
6.根据权利要求2所述的一种高温高压伸缩节密封结构，其特征在于：所述环形密封槽的数量为两个，两个所述环形密封槽间隔布置。
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