專利名稱：一種雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于海洋油氣開采水下井口頭系統(tǒng)的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，用于對水下井口頭和套管掛之間環(huán)形空間進(jìn)行密封。
背景技術(shù)：
由于海洋油氣開采工作環(huán)境和密封介質(zhì)的特殊性和復(fù)雜性，密封成為海洋油氣開采設(shè)備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是影響海洋油氣開采設(shè)備性能的重要因素之一?，F(xiàn)有海洋油氣開采設(shè)備通常使用的環(huán)形密封總成存在以下不足I、密封部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸エ序復(fù)雜費(fèi)時；2、易受到外部壓カ和溫度變化的影響而產(chǎn)生松動，影響密封性能；3、密封件易受到高壓鉆井液損傷，導(dǎo)致密封失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，它不僅能對井口頭和套管掛之間環(huán)形空間進(jìn)行有效密封和密封自鎖，抗損性能強(qiáng)，使用壽命長， 而且結(jié)構(gòu)簡單，裝卸エ序簡便，提高了エ效。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為包括有密封驅(qū)動套，密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部與鎖緊套下部相套接，密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部與金屬密封圈上部相套接，所述的鎖緊套外周上部開設(shè)有環(huán)槽并配置井口頭鎖緊環(huán)， 外周下部開設(shè)環(huán)槽安設(shè)支撐帶，通過支撐帶與密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的環(huán)槽相配置，鎖緊套內(nèi)孔下端設(shè)置鎖緊腔，與其下方安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的懸掛器鎖緊環(huán)相對應(yīng)，所述的金屬密封圈下端設(shè)置雙向U形密封環(huán)，其中開ロ朝上的上U形密封環(huán)凹槽與密封驅(qū)動套的下端的錐環(huán)面對應(yīng)配置，金屬密封圈的上端外周開設(shè)有徑向銷孔與安設(shè)在密封驅(qū)動套上的剪切銷相配置，在徑向銷孔下方設(shè)置有環(huán)槽與安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部的回收環(huán)相配置。按上述方案，所述的金屬密封圈的雙向U形密封環(huán)包括設(shè)置在下端開ロ朝下的下 U形密封環(huán)，對應(yīng)下U形密封環(huán)設(shè)置的開ロ朝上的上U形密封環(huán)。按上述方案，在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部對應(yīng)回收環(huán)開設(shè)有回收環(huán)槽，并對應(yīng)開設(shè)徑向螺孔安設(shè)支撐銷釘。按上述方案，所述回收環(huán)、井口頭鎖環(huán)、懸掛器鎖緊環(huán)均為ー側(cè)切ロ的弾性環(huán)。按上述方案，所述的金屬密封圈在徑向銷孔下方設(shè)置的環(huán)槽截面呈矩形，環(huán)槽的軸向?qū)挾却笥诮饘倜芊馊ι蟄形密封環(huán)的開ロ深度。按上述方案，所述的金屬密封圈下部內(nèi)孔呈錐孔形，錐孔大端朝下，錐孔面上設(shè)置環(huán)狀弧形突緣。按上述方案，所述的鎖緊套內(nèi)孔上部開設(shè)有梯形截面的環(huán)槽。本發(fā)明的有益效果在于1、金屬密封圈下部采用雙向U形密封環(huán)結(jié)構(gòu)，具有導(dǎo)向密封功能，防止在安裝下放過程中碰傷、刺傷密封段，井能承受兩個方向上的壓力。2、采用金屬密封方式進(jìn)行密封，密封更可靠，提高了密封件的使用壽命；并且通過井口頭鎖環(huán)和懸掛器鎖環(huán)對密封體進(jìn)行了雙重鎖緊，防止因密封松動而產(chǎn)生泄漏，使密封可靠性進(jìn)ー步增強(qiáng)。3、組件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，層次鮮明，組裝方便，快捷。4、安裝、拆卸密封時，僅需要對專用工具進(jìn)行下壓或上提操作即可完成，無需旋轉(zhuǎn)要求，操作簡單，可實(shí)現(xiàn)快速安裝與拆卸，節(jié)省了操作時間，提高了效率。


圖I是本發(fā)明一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)剖視圖。圖2是本發(fā)明一個實(shí)施例中懸掛器鎖環(huán)的俯視圖。圖3是本發(fā)明一個實(shí)施例安裝在井口頭的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一歩描述本發(fā)明的實(shí)施例。包括有密封驅(qū)動套2，密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部與鎖緊套3下部相套接，密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部與金屬密封圈I上部相套接；所述的鎖緊套外周上部開設(shè)有環(huán)槽并配置井口頭鎖緊環(huán)4，井口頭鎖環(huán)為ー側(cè)切ロ的弾性環(huán)，緊箍在環(huán)槽中，所述的環(huán)槽上端面向外傾斜 40-60°，形成圓錐面，井口頭鎖環(huán)的上端面內(nèi)側(cè)也相應(yīng)設(shè)置倒角，以便在鎖緊套下行時井 ロ頭鎖環(huán)向外脫出環(huán)槽，井口頭鎖環(huán)的下端面與密封驅(qū)動套的上端面相抵，鎖緊套外周下部開設(shè)環(huán)槽安設(shè)支撐帶6，支撐帶為鉅形截面的鋼條，通過支撐帶與密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的環(huán)槽相配置，使鎖緊套與密封驅(qū)動套套接定位；鎖緊套內(nèi)孔下端設(shè)置鎖緊腔，鎖緊腔入口設(shè)置有導(dǎo)入錐，與其下方安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的懸掛器鎖緊環(huán)5相對應(yīng)，懸掛器鎖緊環(huán)的下端面與密封驅(qū)動套內(nèi)孔設(shè)置的孔肩相抵；所述的懸掛器鎖緊環(huán)為一側(cè)切ロ的弾性環(huán)，上端外側(cè)設(shè)置倒角，與鎖緊腔的導(dǎo)入錐相配置；在鎖緊套內(nèi)孔上部開設(shè)有梯形截面的環(huán)槽15，在環(huán)槽的周向間隔開設(shè)軸向エ藝槽16。所述的金屬密封圈I下端設(shè)置雙向U形密封環(huán)，包括設(shè)置在下端開ロ朝下的下U形密封環(huán)，對應(yīng)下U形密封環(huán)設(shè)置的開ロ朝上的上U形密封環(huán)，其中開ロ朝上的上U形密封環(huán)凹槽與密封驅(qū)動套的下端的錐環(huán)面對應(yīng)配置，金屬密封圈的上端外周開設(shè)有徑向銷孔12與安設(shè)在密封驅(qū)動套上的剪切銷7相配置，使金屬密封圈與密封驅(qū)動套相聯(lián)，在徑向銷孔下方設(shè)置有環(huán)槽與安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部環(huán)槽中的回收環(huán)9相配置，所述回收環(huán)也為一側(cè)切ロ的彈性環(huán)，所述的金屬密封圈在徑向銷孔下方設(shè)置的環(huán)槽截面呈矩形，環(huán)槽的軸向?qū)挾却笥诮饘倜芊馊ι蟄形密封環(huán)的開ロ深度；對應(yīng)于環(huán)槽在金屬密封圈周向開設(shè)有相間隔的通孔10，在通孔的下方沿周向還可間隔開設(shè)相間隔的通氣孔11，金屬密封圈下部內(nèi)孔呈錐孔形，錐孔大端朝下，錐孔面上環(huán)狀弧形突緣。 此外，在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部對應(yīng)回收環(huán)外周開設(shè)回收環(huán)槽，回收環(huán)槽的軸向?qū)挾扰c回收環(huán)相同，并對應(yīng)開設(shè)徑向螺孔安設(shè)支撐銷釘8，用于對回收環(huán)彈性和張開度的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的安裝使用過程為將整個密封總成按照圖I所示裝配好，通過鎖緊套3內(nèi)孔的凹槽16，與專用工具連接。參照圖3所示，用專用工具將密封總成送入相應(yīng)的密封位置，并依靠工具的軸向下壓カ將密封總成壓入井口頭18和套管懸掛器17之間的環(huán)空內(nèi)，直到套管懸掛器上環(huán)狀突起結(jié)構(gòu)19完全插入金屬密封圈I下U形密封環(huán)為止，使其產(chǎn)生擠壓變形，實(shí)現(xiàn)環(huán)空單向的金屬對金屬的密封。接著，繼續(xù)下壓專用工具使剪切銷7被剪斷，密封驅(qū)動套2繼續(xù)向下運(yùn)動，當(dāng)密封驅(qū)動套2前端完全插入金屬密封圈I的上U形密封環(huán)時， 密封驅(qū)動套停止運(yùn)動，并使金屬密封圈I的向上的“U”型結(jié)構(gòu)發(fā)生擠壓變形，從而實(shí)現(xiàn)了環(huán)空雙向的金屬對金屬的密封。此時繼續(xù)下壓專用工具使鎖緊套3向下運(yùn)動，在運(yùn)動過程中鎖緊套前端擠壓懸掛器鎖環(huán)5，使其沿徑向向內(nèi)收縮，最終鎖定在套管懸掛器17外圓環(huán)形凹槽內(nèi)；鎖緊套3依靠外壁上圓錐斜面擠壓井口頭鎖緊環(huán)4，使其沿徑向向外擴(kuò)張，最終鎖定在井口頭18內(nèi)壁上環(huán)形凹槽內(nèi)，至此便完成了密封總成的雙重自鎖。最后，回收專用エ 具，整個安裝過程結(jié)束。本發(fā)明的拆卸過程是下放回收工具至密封總成所在位置，將回收工具連接在鎖緊套3內(nèi)孔梯形截面的環(huán)形凹槽15內(nèi)，向上提起回收工具，鎖緊套3向上運(yùn)動，懸掛器鎖環(huán) 5依靠自身弾力沿其徑向向外擴(kuò)張，直至回復(fù)初始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)密封總成的內(nèi)解鎖；井ロ頭鎖環(huán)4依靠自身弾力沿其徑向向內(nèi)收縮直至回復(fù)初始狀態(tài)，最終回味于鎖緊套3外壁上的梯形截面環(huán)形凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)密封總成的外解鎖。井口頭鎖環(huán)4完全回復(fù)初始狀態(tài)后，鎖緊套3 依靠上部支撐帶6帶動密封驅(qū)動套2向上運(yùn)動。在此過程中，密封驅(qū)動套2前端逐漸退出金屬密封圈I的上U形密封環(huán)，上U形密封環(huán)依靠其自身弾力逐漸回復(fù)初始狀態(tài)。金屬密封圈I的上U形密封環(huán)回復(fù)初始狀態(tài)后，密封驅(qū)動套2通過回收環(huán)9帶動金屬密封圈I向上運(yùn)動，直至懸掛器17上突起結(jié)構(gòu)19完全脫出為止，整個回收作業(yè)完成。
權(quán)利要求
1.一種雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于包括有密封驅(qū)動套，密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部與鎖緊套下部相套接，密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部與金屬密封圈上部相套接，所述的鎖緊套外周上部開設(shè)有環(huán)槽并配置井ロ頭鎖緊環(huán)，外周下部開設(shè)環(huán)槽安設(shè)支撐帶，通過支撐帶與密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的環(huán)槽相配置，鎖緊套內(nèi)孔下端設(shè)置鎖緊腔，與其下方安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的懸掛器鎖緊環(huán)相對應(yīng)，所述的金屬密封圈下端設(shè)置雙向U形密封環(huán)，其中開ロ朝上的上U形密封環(huán)凹槽與密封驅(qū)動套的下端的錐環(huán)面對應(yīng)配置，金屬密封圈的上端外周開設(shè)有徑向銷孔與安設(shè)在密封驅(qū)動套上的剪切銷相配置，在徑向銷孔下方設(shè)置有環(huán)槽與安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部的回收環(huán)相配置。
2.權(quán)利要求I所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于所述的金屬密封圈的雙向U形密封環(huán)包括設(shè)置在下端開ロ朝下的下U形密封環(huán)，對應(yīng)下U形密封環(huán)設(shè)置的開ロ朝上的上U形密封環(huán)。
3.權(quán)利要求I或2所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部對應(yīng)回收環(huán)開設(shè)有回收環(huán)槽，并對應(yīng)開設(shè)徑向螺孔安設(shè)支撐銷釘。
4.權(quán)利要求I或2所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于所述回收環(huán)、 井口頭鎖環(huán)、懸掛器鎖緊環(huán)均為ー側(cè)切ロ的弾性環(huán)。
5.權(quán)利要求I或2所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于所述的金屬密封圈在徑向銷孔下方設(shè)置的環(huán)槽截面呈矩形，環(huán)槽的軸向?qū)挾却笥诮饘倜芊馊ι蟄形密封環(huán)的開ロ深度。
6.權(quán)利要求2所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于所述的金屬密封圈下部內(nèi)孔呈錐孔形，錐孔大端朝下，錐孔面上設(shè)置環(huán)狀弧形突緣。
7.權(quán)利要求I或2所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于所述的鎖緊套內(nèi)孔上部開設(shè)有梯形截面的環(huán)槽。
8.權(quán)利要求7所述的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)形密封總成，其特征在于在所述環(huán)槽的周向間隔開設(shè)軸向ェ藝槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于海洋油氣開采水下井口頭系統(tǒng)的雙向金屬密封結(jié)構(gòu)的環(huán)型密封總成，包括有密封驅(qū)動套、鎖緊套和金屬密封圈，鎖緊套外周上部開設(shè)有環(huán)槽并配置井口頭鎖緊環(huán)，外周下部開設(shè)環(huán)槽安設(shè)支撐帶，鎖緊套內(nèi)孔下端設(shè)置鎖緊腔，與其下方安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔上部的懸掛器鎖緊環(huán)相對應(yīng)，金屬密封圈下端設(shè)置雙向U形密封環(huán)，金屬密封圈的上端外周開設(shè)有徑向銷孔與安設(shè)在密封驅(qū)動套上的剪切銷相配置，在徑向銷孔下方設(shè)置有環(huán)槽與安設(shè)在密封驅(qū)動套內(nèi)孔下部的回收環(huán)相配置。本發(fā)明不僅能對井口頭和套管掛之間環(huán)形空間進(jìn)行有效密封和密封自鎖，抗損性能強(qiáng)，使用壽命長，而且結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工序簡便，能實(shí)現(xiàn)了快速安裝與拆卸，提高工效。
文檔編號E21B33/043GK102606106SQ20121007080
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者葉道輝, 楊凡, 蘇強(qiáng), 谷玉洪, 郭國忠 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司