一种静密封结构的制作方法

本实用新型涉及用于石油石化行业的密封结构，特别涉及一种静密封结构。

背景技术：

在油气田开发物理模拟实验中，研究人员需要透过实验中使用的金属壳体的蓝宝石视窗，观察金属壳体内流体的变化情况，为油气藏开发提供理论依据。因此需要在透明视窗与金属壳体之间进行密封，确保不发生流体泄露。

根据其工作原理，静密封可分为法兰连接垫片密封、自紧密封、研合面密封、O形环密封、胶圈密封、填料密封、螺纹连接垫片密封、螺纹连接密封、承插连接密封、密封胶密封等。

法兰连接垫片密封是指在两连接件(如法兰)的密封面之间垫上不同型式的密封垫片，如金属垫片、非金属垫片或非金属与金属的复合垫片，然后通过螺纹或螺栓拧紧，拧紧力使垫片产生弹性和塑性变形，填塞密封面的不平处，达到密封目的。

法兰连接垫片密封广泛用于各种工艺管道、阀门、设备、机器、泵的法兰连接处，以及设备上的人孔、手孔、视镜、大盖法兰连接处等。

《影响法兰密封的因素及垫片的选用》(黎力军，《石油化工设备技术》，1997年第6期)中提到密封压力和温度与连接件的型式及垫片的形状、材料有关。垫片按其形状可分为圆环形、扁圆形、矩形和椭圆形等等；垫片根据密封介质的种类、压力和温度等使用条件及密封结构设计等形成各种各样的垫片。常用垫片的截面形状主要有矩形、梯形、八角形、椭圆形、波形、齿形、圆形、透镜形等。通常，法兰连接垫片密封可适用的温度范围为-70-600℃，压力大于1.333kPa(绝对压强)或者小于或等于35MPa。

综上所述，现有典型垫片密封结构一般密封温度较高时，密封压力有限，不能满足实际需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有梯形截面的静密封结构，其能够实现金属壳体与视窗之间的密封，并且在高温高压(压力高于150MPa，温度高于100摄氏度)下具有良好的密封效果。

本实用新型采用以下解决方案：

一种静密封结构，所述静密封结构整体为环形，截面为梯形。

优选地，所述截面为直角梯形。

优选地，所述静密封结构由聚醚醚酮制成。

优选地，所述静密封结构用于金属壳体与视窗之间的密封。

优选地，所述金属壳体设置有与所述截面相配合的梯形凹槽。

优选地，所述金属壳体由碳钢或者哈氏合金制成，所述视窗由蓝宝石制成。

本实用新型的有益效果在于：静密封结构用于金属壳体与视窗之间的密封，其具有梯形截面，能够通过三个面压紧金属壳体，第四个面压紧视窗，从而实现四个面的密封。本实用新型的静密封结构有效增大了与金属壳体和视窗的接触面积。此外，在温度升高时，静密封结构在金属壳体的凹槽内膨胀，使得静密封结构在沿轴向承受压力的同时，周向在金属壳体的凹槽内涨紧，进一步提高密封性。

附图说明

通过结合附图对示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据示例性实施例的静密封结构的安装剖视图；

图2示出了图1的局部放大图。

主要附图标记说明：

1.壳体；2.密封圈；3.透明视窗；4.密封腔室。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施例。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据示例性实施例的静密封结构整体为环形，截面为梯形。其可用于油气田开发物理模拟实验中使用的金属壳体与视窗之间的密封，能够通过三个面压紧金属壳体，第四个面压紧视窗，从而实现四个面的密封，密封性优异。这种静密封结构在温度达到150摄氏度时，最大承受压力可达150MPa。

作为优选方案，所述截面为直角梯形。

作为优选方案，所述静密封结构由聚醚醚酮(PEEK)制成。聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物。其构成单位为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基，是半结晶性、热塑性塑料。聚醚醚酮的优点是化学稳定性能好、耐高温、耐磨、摩擦系数极低、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃，尤其是耐油水气等各种介质腐蚀，非常适合油气开发领域。具体来说，PPEK材料具有如下特性：

1：机械特性：PEEK是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美。

2：自润滑性：PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。

3：耐化学药品性(耐腐蚀性)：PEEK具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近。

4：阻燃性：PEEK是非常稳定的聚合物，1.45mm厚的样品，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。

5：耐剥离性：PEEK的耐剥离性很好，并可在苛刻条件下使用。

6：耐疲劳性：PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。

7：耐辐照性：耐高辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能。

8：耐水解性：PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。

作为优选方案，所述静密封结构用于金属壳体与视窗之间的密封，特别是油气田开发物理模拟实验中使用的金属壳体与视窗之间的密封。金属壳体设置有与梯形截面相配合的梯形凹槽，使用时，静密封结构置于凹槽内，与凹槽紧密配合，与凹槽有三个接触面。静密封结构的第四个面与视窗平面接触。在使用中，可通过螺栓对视窗和静密封结构进行预紧，预紧压力可使得视窗与静密封结构紧密贴合。在温度升高时，由于热胀冷缩效应，静密封结构遇热膨胀，密封效果更佳。

作为优选方案，金属壳体由碳钢或哈氏合金制成。哈氏合金是镍基耐腐蚀合金，主要分成镍-铬合金与镍铬钼合金两大类。哈氏合金具有如下两个重要特性：1)在氧化和还原两氛围状态中，对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性能；2)有出色的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力开裂腐蚀性能。

作为优选方案，视窗由硬质材料制成，一般为蓝宝石，特别是人造蓝宝石。

以下参考图1和图2详细描述根据示例性实施例的静密封结构。根据示例性实施例的静密封结构2用于油气田开发物理模拟实验中使用的金属壳体1与视窗3之间的密封，该静密封结构2整体为环形，截面为直角梯形。金属壳体1设置有与静密封结构2相配合的直角梯形凹槽。

使用时，静密封结构2置于金属壳体1的凹槽内，静密封结构2的三个面与金属壳体1接触，实现三个面的密封，静密封结构2的第四个面与视窗3平面接触，实现第四个面的密封。根据示例性实施例的静密封结构解决了视窗与金属壳体之间的密封问题，防止金属壳体1的密封腔室4内的液体泄漏。在150摄氏度的条件下，密封压力可达150MPa。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开的原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于上述具体实施例所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。