一种带金属外壳的非金属密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下石油开采设备使用的密封件，具体地说，涉及一种水下卧式采油树生产系统中使用的带金属外壳的非金属密封装置。
【背景技术】
[0002]在海底石油开采过程中，所使用的开采设备需要具有良好的密封性，以避免发生石油泄漏造成浪费，且污染环境。
[0003]水下石油设备中，金属端帽密封(MEC)作为水下采油树密封形式的一种，大量运用于水下采油树的环空或其他管体内部空间密封。传统的水下采油树环空或管体内部空间的密封采用的是全金属密封，或在管体内部空间采用非金属密封。全金属密封具有较好的抗腐蚀性能，金属密封圈在一定使用范围内可以达到很好的密封效果，例如在较高的压力等级环境中；而非金属密封，如橡胶密封在外力作用下形变量较大，一次安装密封成功率高，对接触的金属密封面要求相对较小，但其抗腐蚀性能、耐高压、耐高低温性能相对较差，与介质液直接接触的部位更易老化，影响使用寿命。对于海底石油开采过程的特定环境中的待密封件，无论是采用金属密封件还是非金属密封件，都存在一定的缺陷，影响其密封效果O
[0004]因此，需要一种新型的MEC密封体，能够克服上述缺点，为采油树环空或管体内部空间提供良好的密封，并提高密封装置的密封性能，推广使用范围。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种带金属外壳的非金属密封装置，集成了金属密封的防腐蚀性能和非金属密封的高弹性性能，不仅保证密封装置的抗腐蚀性，且提高了密封装置的密封性能，节省密封材质且能够提供足够的弹性变形量。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种带金属外壳的非金属密封装置，其包括:支撑件，所述支撑件为对称结构，其唇边呈折线形，金属外壳，所述金属外壳为环形腔体，所述金属外壳的底边固定在所述支撑件的唇边上，所述金属外壳的顶边呈渐缩状；密封本体，所述密封本体挤压在所述金属外壳内，所述密封主体的上唇边和下唇边分别从所述金属外壳的顶端和底端伸出，所述下唇边与所述支撑件的唇边嵌合固定。
[0007]优选地，所述密封本体采用橡胶材质制成。
[0008]优选地，所述密封本体的上唇边和下唇边分别为对称结构。
[0009]优选地，所述上唇边上设有至少一个上凹槽。
[0010]优选地，所述支撑件的唇边上具有多个对称的突起。
[0011]优选地，所述密封本体的下唇边上设有多个与所述支撑件的突起嵌合的下凹槽。
[0012]优选地，所述上凹槽呈半圆形。
[0013]另外，优选地，所述下凹槽呈半圆形。
[0014]从上述的描述和实践可知，本发明提供的带金属外壳的非金属密封装置，其一，采用橡胶等非金属材质制作的密封本体，具有高弹性，能够保证密封性能；其二，采用金属材质制作的金属外壳，具有耐腐蚀性；可以提高力学强度，增加密封体的整体固定强度和密封效果；同时为非金属的密封本体提供容纳空间，可以阻止密封本体与介质液的接触；其三，非金属的密封本体上设有上凹槽和下凹槽，其为密封本体提供变形空间，并减少密封材料使用量，增加密封本体挤压时的接触效果，提高密封性能，还可有效防止挤压变形时的磨损；而且，下凹槽与支撑件上的突起嵌合固定，可以实现密封本体与支撑件紧密的结合；其四，金属外壳和密封本体相互配合使用，集成了金属密封的防腐蚀性能和非金属密封尤其是橡胶体的高弹性性能，不仅保证密封装置的抗腐蚀性，且提高了密封装置的密封性能。
【附图说明】
[0015]通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。在附图中，
[0016]图1是本发明一个实施例所述的带金属外壳的非金属密封装置示意图；
[0017]图2是图1所示的带金属外壳的非金属密封装置使用状态示意图。
[0018]附图标记:
[0019]带金属外壳的非金属密封装置100:
[0020]10:支撑件；20:金属外壳；30:密封本体。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0022]图1是本发明一个实施例所述的带金属外壳的非金属密封装置示意图。图2是图1所示的带金属外壳的非金属密封装置使用状态示意图。如图1和图2所示，带金属外壳的非金属密封装置100包括支撑件10、金属外壳20和密封主体30。
[0023]支撑件10是对称结构，支撑件10的截面为圆形，支撑件10的两端为唇边，唇边呈折线形，唇边具有两个平面高度，边沿的平面高度高于中心的平面高度，两个平面高度之间通过斜边连接，中心的平面上间隔地设有多个突起，突起在唇边上对称分布。
[0024]金属外壳20为环形腔体，该环形腔体的顶端和底端为敞口式，金属外壳20的底边固定在支撑件10的唇边上，通常每个支撑件10两端各固定一个金属外壳20，金属外壳20的顶边呈渐缩状。采用金属材质制成的外壳，例如不锈钢外壳等，可以提高力学强度，阻止其内部的密封本体30与介质液的接触，更加耐腐蚀。
[0025]密封本体30挤压在金属外壳20内，密封本体30上部为与金属外壳20顶部同形状的渐缩状，该渐缩面在其顶部以平面交汇，可以减少密封材料的使用量，密封本体30可以压紧贴合在金属外壳20内壁上。
[0026]上唇边和下唇边分别位于密封本体30的顶端和底端，密封主体30的上唇边和下唇边分别从金属外壳20的顶端和底端伸出，下唇边与支撑件10的唇边嵌合固定，既能紧密结合，又能确保密封性。优选地，密封本体30的上唇边和下唇边分别为对称结构，密封本体30也为对称结构。
[0027]密封本体30底部挤压在金属外壳20的底边上，密封本体30的底部与其下唇边之间由斜面渐进过渡，避免阶梯式过渡造成的密封性欠佳，下唇边与支撑件10的唇边贴合且嵌合固定，使得密封本体30能够稳定地固定在支撑件10上。
[0028]金属外壳20的上部呈收缩状，密封本体30的上部也呈收缩状，金属外壳20的上部可以为腔体内的密封本体30提供向下的挤压力，提供一定的弹性形变量，确保金属外壳20与密封主体30紧密结合，同时收缩状的密封本体30也可以减少密封材质的使用量。
[0029]优选地，密封本体30采用橡胶材质制成，橡胶材质具有一定的弹性，可以产生一定的变形量，实现在金属外壳20内的压紧变形，从而确保密封性。也可以采用其他非金属的具有一定弹性形变量的材质制作密封本体30。优选地，上唇边上设有至少一个上凹槽，设有多个上凹槽时呈对称分布。优选地，下唇边上设有多个与支撑件10的突起嵌合的下凹槽，下凹槽呈对称分布。上凹槽和下凹槽可以减少密封材质的使用量，而且保证密封本体30具有足够的变形空间和变形量，便于压紧变形，确保密封性能。另外，下凹槽与突起的个数相同且嵌合固定，可以实现密封本体30与支撑件10的连接固定。优选地，上凹槽和下凹槽呈半圆形的开槽，可以为密封本体提供更大的变形空间和变形量，便于在支承腔20内实现压紧变形，从而保证密封性能。
[0030]下面介绍带金属外壳的非金属密封装置100的使用过程。
[0031]带金属外壳的非金属密封装置100为环状结构，带金属外壳的非金属密封装置100的外壁与管道管体的内壁接触，带金属外壳的非金属密封装置100的内壁与管道管体内部的装配件或芯体外壁接触，从而实现管道管体内部空间的通道密封。
[0032]通过上述本发明提供的实施例提供的带金属外壳的非金属密封装置，其一，采用橡胶等非金属材质制作的密封本体，具有高弹性，能够保证密封性能；其二，采用金属材质制作的金属外壳，具有耐腐蚀性；可以提高力学强度，增加密封体的整体固定强度和密封效果；同时为非金属的密封本体提供容纳空间，可以阻止密封本体与介质液的接触；其三，非金属的密封本体上设有上凹槽和下凹槽，其为密封本体提供变形空间，并减少密封材料使用量，增加密封本体挤压时的接触效果，提高密封性能，还可有效防止挤压变形时的磨损；而且，下凹槽与支撑件上的突起嵌合固定，可以实现密封本体与支撑件紧密的结合；其四，金属外壳和密封本体相互配合使用，集成了金属密封的防腐蚀性能和非金属密封尤其是橡胶体的高弹性性能，不仅保证密封装置的抗腐蚀性，且提高了密封装置的密封性能。
[0033]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种带金属外壳的非金属密封装置，其包括:支撑件，所述支撑件为对称结构，其唇边呈折线形，其特征在于， 金属外壳，所述金属外壳为环形腔体，所述金属外壳的底边固定在所述支撑件的唇边上，所述金属外壳的顶边呈渐缩状； 密封本体，所述密封本体挤压在所述金属外壳内，所述密封主体的上唇边和下唇边分别从所述金属外壳的顶端和底端伸出，所述下唇边与所述支撑件的唇边嵌合固定。
2.如权利要求1所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述密封本体采用橡胶材质制成。
3.如权利要求1所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述密封本体的上唇边和下唇边分别为对称结构。
4.如权利要求1所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述上唇边上设有至少一个上凹槽。
5.如权利要求1所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述支撑件的唇边上具有多个对称的突起。
6.如权利要求1所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述密封本体的下唇边上设有多个与所述支撑件的突起嵌合的下凹槽。
7.如权利要求4所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述上凹槽呈半圆形。
8.如权利要求6所述的带金属外壳的非金属密封装置，其特征在于，所述下凹槽呈半圆形。
【专利摘要】本发明提供了一种带金属外壳的非金属密封装置，其包括：支撑件，所述支撑件为对称结构，其唇边呈折线形，金属外壳，所述金属外壳为环形腔体，所述金属外壳的底边固定在所述支撑件的唇边上，所述金属外壳的顶边呈渐缩状；密封本体，所述密封本体挤压在所述金属外壳内，所述密封主体的上唇边和下唇边分别从所述金属外壳的顶端和底端伸出，所述下唇边与所述支撑件的唇边嵌合固定。所述密封本体采用橡胶材质制成。所述密封本体的上唇边和下唇边分别为对称结构。所述上唇边上设有至少一个上凹槽。所述支撑件的唇边上具有多个对称的突起。所述密封本体的下唇边上设有多个与所述支撑件的突起嵌合的下凹槽。所述上凹槽呈半圆形。所述下凹槽呈半圆形。
【IPC分类】E21B33-035
【公开号】CN104727772
【申请号】CN201510112128
【发明人】张鹏举, 李博, 梁斌, 施佳, 齐效文, 黄河, 汪伟俊, 涂再君, 许淑峰, 汤有兵
【申请人】美钻能源科技(上海)有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月13日