水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下閥門，尤其涉及一種用于水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)。屬于海洋石油工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水下閥門是指應(yīng)用于水下管道所有閥門的統(tǒng)稱。目前，水下閥門主要應(yīng)用于海洋石油和天然氣的開采，應(yīng)用的閥門主要有:球閥、閘閥、止回閥、控制閥等，其操作方式包括:潛水員操作、水下機(jī)器人操作、液控操作等。由于其特殊的使用環(huán)境，使得水下閥門的安裝不同于陸地，因此，水下閥門多以管匯等集成裝置被安裝于水下。
[0003]目前，海洋石油生產(chǎn)使用較多的集成裝置有:末端控制管匯、水下生產(chǎn)控制管匯、水下采油樹等。水下球閥是這些裝備必不可少的一部分，通常在陸地集成安裝在這些設(shè)備上。
[0004]現(xiàn)有水下球閥門主要是由球閥門本體及安裝在球閥門本體上的水下操作驅(qū)動(dòng)器組成，其中，球閥門本體部分包括:閥體、安裝在閥體上的閥蓋、設(shè)置在閥體兩側(cè)的閥座、設(shè)置在兩閥座之間的球體，其中，閥體上安裝有支架，支架與閥體之間安裝有閥桿，通過閥桿上的軸階來定位，防止閥桿軸向竄動(dòng)。閥體、閥蓋、球體上均設(shè)有密封，閥體、閥蓋通道堆焊有耐腐蝕材料；閥體上安裝有一頂法蘭，頂法蘭上安裝有齒輪箱；水下操作驅(qū)動(dòng)器分為:水下機(jī)器人驅(qū)動(dòng)、液動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)等，其中，水下機(jī)器人操作的驅(qū)動(dòng)器以其穩(wěn)定性和可靠性相對較高，運(yùn)用較為廣泛；通過水下機(jī)器人接口操作設(shè)在閥體上的齒輪箱，帶動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，閥桿再驅(qū)動(dòng)球體旋轉(zhuǎn)，從而，實(shí)現(xiàn)球閥門的啟閉工作。而現(xiàn)有的水下球閥門存在以下問題:
[0005]1)由于現(xiàn)有球閥的閥體與閥蓋之間的密封件無法承受來自外部的壓力，因此，無法阻止外部物質(zhì)進(jìn)入；
[0006]2)由于現(xiàn)有球閥的金屬密封環(huán)為強(qiáng)制密封，當(dāng)閥門內(nèi)部壓力不斷增大時(shí)，金屬密封環(huán)的密封性能也隨之下降，因此，極大地增加了密封環(huán)泄漏的可能性；
[0007]3)由于現(xiàn)有球閥一般在閥體、閥蓋連接處只設(shè)有一道或兩道密封屏障，因此，其密封性能的可靠性無法滿足水下工況的使用要求；
[0008]4)由于現(xiàn)有球閥的密封件安裝部位的材料，一般不能承受外部介質(zhì)的腐蝕，因此，長期使用會(huì)導(dǎo)致密封面被侵蝕，從而使密封失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)球閥同時(shí)承受內(nèi)部介質(zhì)壓力和外部海水壓力時(shí)，其密封結(jié)構(gòu)不僅能夠抵抗來自閥門通道介質(zhì)的壓力，保證介質(zhì)不泄漏到外部環(huán)境中去，而且，還能密封外部海水，防止其進(jìn)入到閥門內(nèi)部與介質(zhì)混合。
[0010]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]—種水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括:閥體、安裝在閥體上的閥蓋；其特征在于:閥體和閥蓋之間安裝有用于密封內(nèi)部介質(zhì)壓力的密封件；閥體與閥蓋的密封槽內(nèi)安裝有用于密封的金屬環(huán)；閥體和閥蓋之間還安裝有用于密封外部海水壓力的0形密封圈；在金屬環(huán)與0形密封圈之間設(shè)置有檢漏孔，且檢漏孔位于閥蓋上。
[0012]所述密封件為泛塞圈，泛塞圈為耐腐蝕材料聚四氟乙烯制成，該泛塞圈作為第一道密封，為輔助密封；且泛塞圈為徑向密封結(jié)構(gòu)，并與金屬環(huán)的密封方向垂直，這兩道密封互相獨(dú)立，保證了密封的可靠性。
[0013]所述金屬環(huán)為耐腐蝕材料因科乃爾合金制成。
[0014]所述0形密封圈為氫化丁腈橡膠材料制成。
[0015]所述閥體與閥蓋的密封面上堆焊有耐腐蝕金屬層，該耐腐蝕金屬層材料為因科乃爾合金，厚度大于3_。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，當(dāng)球閥同時(shí)承受內(nèi)部介質(zhì)壓力和外部海水壓力時(shí)，其密封結(jié)構(gòu)不僅能夠抵抗來自閥門通道介質(zhì)的壓力，保證介質(zhì)不泄漏到外部環(huán)境中去，而且，還能密封外部海水，防止其進(jìn)入到閥門內(nèi)部與介質(zhì)混合，大大增強(qiáng)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的密封安全性和可靠性；同時(shí)，還使密封結(jié)構(gòu)獲得長久的密封壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中主要標(biāo)號(hào)說明:
[0019]1.泛塞圈、2.金屬環(huán)、3.0形密封圈、4.閥體、5.檢漏孔、6.閥蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明包括:閥體4、采用螺柱、螺母連接方式安裝在閥體4上的閥蓋6 ;安裝在閥體4和閥蓋6之間的用于密封內(nèi)部介質(zhì)壓力的密封件，其中，閥體1與閥蓋6的密封槽內(nèi)安裝有用于密封的金屬環(huán)2，其即能密封內(nèi)壓，又能密封外壓；閥體4和閥蓋6之間還安裝有用于密封外部海水壓力的0形密封圈3 ;在金屬環(huán)2與0形密封圈3之間設(shè)置有檢漏孔5，且檢漏孔5位于閥蓋6上，通過鉆銷加工而成。球閥在進(jìn)行外部介質(zhì)壓力試驗(yàn)時(shí)，通過檢漏孔5來檢測0形密封圈3的密封性能。
[0021]上述密封件為泛塞圈1 ;泛塞圈1作為第一道密封，為輔助密封，材料為聚四氟乙烯；且泛塞圈1為徑向密封結(jié)構(gòu)，并與金屬環(huán)2的密封方向垂直，這兩道密封互相獨(dú)立，保證了密封的可靠性。當(dāng)內(nèi)部介質(zhì)壓力作用時(shí)，球閥門中法蘭會(huì)發(fā)生彈性變形，如果將泛塞圈1設(shè)計(jì)為軸向密封結(jié)構(gòu)，球閥門中法蘭的彈性變形將會(huì)導(dǎo)致溝槽變寬，降低泛塞圈1的密封性能，而泛塞圈1的徑向密封結(jié)構(gòu)受到彈性變形的影響很小，密封更為穩(wěn)定。徑向的密封結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上也更為緊湊，能大幅減小介質(zhì)作用直徑，降低閥門材料成本。
[0022]金屬環(huán)2為因科乃爾合金，需要依靠法蘭的擠壓實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，當(dāng)介質(zhì)壓力擠壓金屬環(huán)2時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)更為可靠的密封，且金屬環(huán)2能夠?qū)崿F(xiàn)雙向壓力的密封，即能同時(shí)密封住來自內(nèi)部介質(zhì)的壓力和外部海水的壓力。
[0023]0形密封圈3為氫化丁腈橡膠材料，能夠有效抵御來之海水的壓力，擁有較好的靜態(tài)密封效果。
[0024]上述閥體4與閥蓋6的密封面上堆焊有耐腐蝕金屬層，該耐腐蝕金屬層材料為因科乃爾合金，厚度大于3mm。用來抵御介質(zhì)腐蝕和海水腐蝕，從而，使得整個(gè)密封系統(tǒng)擁有較高安全性和可靠性。
[0025]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括:閥體、安裝在閥體上的閥蓋；其特征在于:閥體和閥蓋之間安裝有用于密封內(nèi)部介質(zhì)壓力的密封件；閥體與閥蓋的密封槽內(nèi)安裝有用于密封的金屬環(huán)；閥體和閥蓋之間還安裝有用于密封外部海水壓力的0形密封圈；在金屬環(huán)與0形密封圈之間設(shè)置有檢漏孔，且檢漏孔位于閥蓋上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封件為泛塞圈，泛塞圈為耐腐蝕材料聚四氟乙烯制成，該泛塞圈作為第一道密封，為輔助密封；且泛塞圈為徑向密封結(jié)構(gòu)，并與金屬環(huán)的密封方向垂直，這兩道密封互相獨(dú)立，保證了密封的可靠性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬環(huán)為耐腐蝕材料因科乃爾合金制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述0形密封圈為氫化丁腈橡膠材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述閥體與閥蓋的密封面上堆焊有耐腐蝕金屬層，該耐腐蝕金屬層材料為因科乃爾合金，厚度大于3mm。
【專利摘要】一種水下球閥的內(nèi)外壓力密封結(jié)構(gòu)，包括：閥體、安裝在閥體上的閥蓋；其中，閥體和閥蓋之間安裝有用于密封內(nèi)部介質(zhì)壓力的密封件；閥體與閥蓋的密封槽內(nèi)安裝有用于密封的金屬環(huán)；閥體和閥蓋之間還安裝有用于密封外部海水壓力的O形密封圈；在金屬環(huán)與O形密封圈之間設(shè)置有檢漏孔，且檢漏孔位于閥蓋上。本發(fā)明當(dāng)球閥同時(shí)承受內(nèi)部介質(zhì)壓力和外部海水壓力時(shí)，其密封結(jié)構(gòu)不僅能夠抵抗來自閥門通道介質(zhì)的壓力，保證介質(zhì)不泄漏到外部環(huán)境中去，而且，還能密封外部海水，防止其進(jìn)入到閥門內(nèi)部與介質(zhì)混合，大大增強(qiáng)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的密封安全性和可靠性；同時(shí)，還使密封結(jié)構(gòu)獲得長久的密封壽命。
【IPC分類】F16K37/00, F16K5/20, F16K5/06
【公開號(hào)】CN105402433
【申請?zhí)枴緾N201510963953
【發(fā)明人】李志剛, 高原, 高開科, 琚選擇, 程學(xué)來, 鐘朝廷, 王建華, 石磊, 陳小平, 汪智峰
【申請人】中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 蘇州紐威閥門股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月21日