SU916834A1

SU916834A1 - Sealing device

Info

Publication number: SU916834A1
Application number: SU802889102A
Authority: SU
Inventors: Алексей Романович Александров; Леонид Михайлович Рузин; Римма Викторовна Сергеева; Сергей Викторович Тимошин
Original assignee: Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1982-03-30

Description

(54) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(54) SEALING DEVICE

Изобретение относитс к уплотнительной технике и может быть использовано в нефт ной промышленности, в частности, дл уплотнени термоизолированной колонны. Известно уплотнительное устройство, примен емое в гидроагрегатах и представл юшее собой обычное разрезное металлическое поршневое кольцо пр моугольного сечени со стыковым замком различной конфигурации , помешенное в канавку, выполненную на поверхности поршн 1. Однако из-за наличи разрезного стыка, а также неточности изготовлени сопр гаемых деталей данные уплотнительные устройства не обеспечивают надежной герметизации , что не позвол ет использовать их в качестве уплотнительных элементов дл герметизации термоизолированных колонн. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс уплотнительное устройство, содержашее нажимной элемент, установочные и уплотнительные кольца, расположенные попарно, .образу ,камеру , заполн емую материалом под давлением 2. Основным недостатком известного устройства вл етс ненадежн а герметизаци при знакопеременных нагрузках и особенно при высоких температурах. При периодическом возвратно-поступательное перемешении уплотн емых поверхностей и их радиальных перемещени х за счет температурного расширени , а также вли ни температуры на материал манжетных колец происходит быстрое разрушение уплотнительных элементов и нарушение герметизации. Цель изобретени - обеспечение надежности герметизации в услови х значительных температур и давлений. Указанна цель достигаетс тем, что, уплотнительные кольца снабжены прижимным опорным элементом, выполненным из двух полуколец с направленными навстречу друг другу наклонными губками, контактируюш,ими с уплотн юшими поверхност ми и армированным эластичным кольцом между ними , при этом прижимное опорное кольцо выполнено из упругодеформируемого материала и установлено с гарантированным нат гом между уплотн емыми поверхност ми в пределах 0,1 -1,0 мм. На чертеже изображено предлагаемое уплотнительное устройство, разрез (примениельно к термоизолированной колонне дл агнетани теплоносител в пласт).The invention relates to a sealing technique and can be used in the oil industry, in particular, to seal a thermally insulated column. A sealing device is known that is used in hydraulic units and represents a conventional split metal piston ring of rectangular cross section with a butt lock of various configurations, which is placed in a groove made on the surface of piston 1. However, due to the presence of a split butt and the inaccuracy of manufacturing matching details, these sealing devices do not provide reliable sealing, which makes it impossible to use them as sealing elements for sealing thermally insulated Olonne. The closest to the proposed technical essence is a sealing device, containing a pressure element, mounting and sealing rings arranged in pairs, the image, the chamber filled with material under pressure 2. The main disadvantage of the known device is unreliable sealing at alternating loads and especially at high temperatures. With periodic reciprocating mixing of the sealed surfaces and their radial movements due to thermal expansion, as well as the effect of temperature on the material of the lip rings, the sealing elements are quickly destroyed and the sealing is broken. The purpose of the invention is to ensure reliable sealing in conditions of significant temperatures and pressures. This goal is achieved by the fact that the sealing rings are provided with a clamping support element made of two half-rings with oblique jaws facing each other, contacting them with sealing surfaces and a reinforced elastic ring between them, while the pressure support ring is made of elastically deformable material and installed with guaranteed tension between the sealing surfaces in the range of 0.1 -1.0 mm. The drawing shows the proposed sealing device, a section (applicable to a thermally insulated column for the injection of coolant into the formation).

Уплотнительное устройство расположено ежду внутренней трубой 1 с муфтой 2 и аружной трубой 3, вл ющимис уплотн еыми поверхност ми, и содержит зажимную гайку 4, пружины 5 и 6 и герметизирующие элементы. Герметизирующий элемент включает установочные кольца 7 и 8, плотнительные кольца 9 и 10, прижимное порное кольцо И, армированное эластичным кольцом 12, причем прижимное опорное кольцо 11 выполнено из двух полуколец с направленными навстречу друг к другу наклонными губками, расположенными со стороны уплотн емых поверхностей 2 и 3. Прижимное опорноекольцо 11 выполнено из упругодеформируемого материала и с гарантированным нат гом между уплотн емыми поверхност ми в пределах 0,1 -1,0 мм и может быть изготовлено, например, из стали 1Х18Н9Т. Эластичное кольцо 12 изготовлено , например, из фторпласта. Герметизирующий элемент собирают в виде пакета, причем элементы располагают между уплотн емыми поверхност ми 2 и 3 попарно, образу камеру 13, заполненную высокопластиным материалом, например, силиконовым маслом наход щимс под давлением внешней среды с возможностью взаимодействи последнего с уплотнительными 9 и 10 и опорными 11 кольцами.The sealing device is located between the inner pipe 1 with the sleeve 2 and the outer pipe 3, which are sealed surfaces, and contains a clamping nut 4, springs 5 and 6 and sealing elements. The sealing element includes mounting rings 7 and 8, sealing rings 9 and 10, a pressure sill ring I reinforced with an elastic ring 12, and the pressure support ring 11 is made of two half rings with oblique jaws facing each other and located on the side of sealing surfaces 2 and 3. The pressure ring 11 is made of an elastically deformable material and with a guaranteed tension between the sealing surfaces in the range of 0.1 -1.0 mm and can be made, for example, of 1X18H9T steel. Elastic ring 12 is made, for example, from fluoroplast. The sealing element is assembled in the form of a package, and the elements are placed between sealing surfaces 2 and 3 in pairs, forming a chamber 13 filled with a highly plastic material, for example, silicone oil, which is under external pressure with the latter being able to interact with sealing 9 and 10 and supporting 11 rings.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Собранные пакеты герметизирующих элементов поочередно помещают в гнездо между уплотн емыми поверхност ми, например, .между наружной трубой 3 и муфтой 2. Затем камеру 13, образованную герметизирующими элементами, заполн ют высокопластичным материалом, например, через отверстие в наружной трубе 3, перекрываемое затем пробкой, после чего создают поджим уплотнительного устройства к уплотн емым поверхност м при помощи зажимной гайки 4 через пружины 5 и 6, с целью созДани необходимого расчетного давлени в камере 13.The assembled packages of sealing elements are alternately placed in a nest between sealing surfaces, for example, between the outer pipe 3 and the sleeve 2. Then the chamber 13 formed by the sealing elements is filled with a highly plastic material, for example, through a hole in the outer pipe 3, which is then closed with a stopper , then create a pressing of the sealing device to the sealing surfaces with the help of the clamping nut 4 through the springs 5 and 6, in order to create the necessary design pressure in the chamber 13.

Термоизолированные секции колонны могут быть изготовлены в заводских услови х и спускаютс -в скважину, как обычные насосно-компрессорные трубы.Thermally insulated sections of the column can be manufactured at the factory and run down into the well as ordinary tubing pipes.

При нагнетании теплоносител в пласт через термоизолированную колонну ее внутренн труба I за счет нагрева увеличиваетс в размерах в осевом и радиальном направлени х . При этом герметизирующие элементы и высокопластичный материал, наход щийс в камере 13, скользит по наружной поверхности муфты 2, сохран герметизацию термоизолированной колонны.When the coolant is injected into the formation through a thermally insulated column, its internal pipe I due to heating increases in size in the axial and radial directions. At the same time, the sealing elements and the high-ductile material contained in the chamber 13 slides along the outer surface of the coupling 2, retaining the seal of the thermally insulated column.

Конструктивное исполнение предлагаемого устройства, а также выполнение прижимного опорного кольца из упругодеформируемого материала и с гарант11рованным нат гом между уплотн емыми поверхност ми позвол ет при различных услови х работы , а также температурных деформаци хThe design of the proposed device, as well as the implementation of a pressure support ring made of an elastically deformable material and with guaranteed tension between the sealing surfaces, allows, under various conditions of operation, as well as temperature deformations

внутренних и наружных труб сохран ть посто нный контакт между уплотн емыми и уплотн ющими поверхност ми, не увеличива внутреннего напр жени в конструкции колонны, при этом исключаетс возможный технологический зазор между уплотн емыми и уплотн ющими поверхност ми, что способствует улучщению условий pa6ojbi уплотнительного устройства.the inner and outer tubes maintain constant contact between the sealing and sealing surfaces without increasing the internal stress in the structure of the column, while eliminating the possible technological gap between the sealing and sealing surfaces, which contributes to the improvement of the pa6ojbi conditions of the sealing device.

Технико-экономическа эффективность использовани предлагаемого устройства состоит в повыщении надежности его герметизации .The feasibility of using the proposed device consists in increasing the reliability of its sealing.

Claims

1. A sealing device comprising a pressure member, mounting and sealing rings arranged in pairs to form a chamber filled with a sealing material under pressure that, in order to ensure reliable sealing under conditions / significant temperatures and pressures, the sealing rings are provided with a pressure a supporting element made of two half-rings with inclined jaws facing each other in contact with sealing surfaces and an armor reinforced elastic ring waiting for them.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pressure support ring is made

from an elastically deformable material and installed with a guaranteed tension between the sealing surfaces in the range 0.1-1.0 mm.

Sources of information taken into account in the examination

1.Basht TM Mischinostroitelno hydraulics. Handbook, M., Mashgiz, 1963, p. 545; FIG. 387.

2. USSR author's certificate

No. 351110, cl. F 16 J 15/50, 1969 (prototype).