一种自密封装置的制作方法

本实用新型属于用于石油天然气钻采设备的密封装置领域，具体涉及一种自密封装置。

背景技术：

石油天然气钻采设备通常采用液压系统进行操控，在液压系统中通常将压力分为五级：0-2.5MPa为低压；>2.5-8MPa为中压；>8-16MPa为中高压；>16-32MPa为高压；>32MPa为超高压。压力等级越高，对于密封性的要求就越高。

在陆地及水下石油钻采设备（如水下采油树）中，轴类零件的径向以及环空往往需要采用密封件进行密封,目前，通常采用API标准密封垫环（API是美国石油协会（American Petroleum Institute）的英文缩写），API标准密封垫环为R型密封环（断面形状为八角形或椭圆形）、RX型压力自紧密封垫环或BX型压力自紧密封垫环（参见《API SPEC 6A 中文版-2010》P166-P172页）。

但是，现有的API标准密封垫环仍存有以下不足之处：

由于API标准密封垫环结构、形状的限制使其仅适用于陆上提前装配,不适用于海洋水下现场快速连接安装，也不适用于那些可能需要多次拆装的海洋水下各种设备端部连接之间的密封，以及不适用径向连接之间的密封。

目前，现有的超高压密封圈（通常为橡胶密封圈或由橡胶制得的组合密封圈）均难以持久可靠地适用于石油天然气钻采设备，因为在石油钻采设备中，往往要求较小的空间安装密封能承受超高压力；同时还要求密封圈要具有良好的拆卸性及可靠性。目前国内研发的超高压密封圈结构复杂，安装困难，易失效，使用局限性很大。

基于此，申请人考虑设计一种结构简单合理，具有良好的可拆卸性及可靠性，易于在水下现场快装的自密封装置。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单合理，具有良好的可拆卸性及可靠性，易于在水下现场快装的自密封装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种自密封装置，包括密封圈，所述密封圈由耐腐蚀金属材料制得且整体为环型结构；其特征在于：

所述密封圈具有支承部和压紧部；

其中，所述支承部的截面整体呈”一”字型；

其中，所述压紧部整体位于支承部在径向上的同一侧面，所述压紧部包括两块环形块，两块环形块的截面形状为由支承部的截面的”一”字型长度方向的中部起向该”一”字型长度方向的两端弯折延伸；

所述两块环形块与支承部共同围成有两个环形凹槽，且两个环形凹槽的槽口各自朝向密封圈轴向两端中的一端。

本实用新型的自密封装置的结构中：

首先，因为，密封圈由耐腐蚀金属材料制得且整体为环型结构；所以，密封圈可利用金属材料的刚性来在水下现场快装。

其次，因为，密封圈的压紧部包括两块环形块，并且，两块环形块与支承部共同围成有两个环形凹槽，且两个环形凹槽的槽口各自朝向密封圈轴向两端中的一端。所以，在实际使用过程中，液压油会进入上述环形凹槽并将液压作用于环形凹槽的内壁，使得压紧部与相邻的接触面（密封面）之间压紧以自行快速的形成密封。且随着液压压力的增大，压紧力越大，该通过本实用新型的自密封装置获得的密封性能更好，提升密封可靠性。

此外，因为，在需要对密封圈进行拆卸式，液压会消除。所以，使得压紧部与相邻密封面之间的压紧力减小，从而便于将密封圈轻松快速地拆除。可见，本实用新型的自密封装置同样具有良好的可拆卸性。

作为优选，所述压紧部的内侧面在密封圈轴向的端部位置凹陷形成有沟槽，所述沟槽为与密封圈相同的环形结构。

上述沟槽的设置，能够通过该沟槽来增大与液压油之间的接触面积，从而能够通过液压来增大“压紧部的内侧面在密封圈轴向的端部位置”所受到的液压作用力，提升此处的压紧力来确保此处具有更好的密封。

作为优选，所述支承部上处在所述环形凹槽内的侧面在密封圈轴向的端部位置凹陷形成有环形台阶，所述环形台阶为与密封圈相同的环形结构。

上述环形台阶的设置能够略微降低“支承部上处在所述环形凹槽内的侧面在密封圈轴向的端部位置”的厚度并同时降低此处的强度，使得此处能够对液压进行快速响应，从而实现更为快速的压紧和密封。

作为优选，所述压紧部与支承部的外侧面在密封圈轴向的最外端处均具有导角。

上述导角的设置，使得密封圈更易于快速顺利地装配，从而帮助提升装配效率。

作为优选，两块环形块的截面由支承部的截面的”一”字型长度方向的中部起向该”一”字型长度方向的两端逐渐增厚。

这样，在确保压紧部能够快速响应液压并压紧密封的同时，也能够确提升压紧部的结构强度来适应更高的液压强度，提升压紧部处结构的可靠性。

作为优选，所述支承部背离压紧部的侧面凸起形成有加强密封凸条，所述密封凸条为与密封圈相同的环形结构。

上述加强密封凸条能够在同样大小的液压作用下，增强与对应密封面之间的压紧力，从而提升密封性能。

作为优选，所述加强密封凸条为在支承部背离压紧部的侧面上邻近环形凹槽的槽口与槽底的位置分别设置的一个。

设置于上述位置的多个加强密封凸条能够充分地利用液压的作用力来提升支承部与密封面之间的压紧力，从而获得更为可靠的密封性。

作为优选，所述压紧部位于所述支承部在径向上的外侧面，使得自密封装置能够用于活塞密封。

这样即可利用支承部来与活塞表面安装密封圈的环形槽的槽底相接触来形成密封，并利用在液压作用下外扩的压紧部来与安装活塞的腔壁相配合来压紧密封，获得更优的活塞密封效果。

作为优选，所述压紧部位于所述支承部在径向上的内侧面，使得自密封装置能够用于杆密封。

这样，即可利用支承部与杆的安装腔壁上的环形槽的槽底相接触来密封。并利用在液压作用下外扩的压紧部来与杆的外侧面相配合来压紧密封，获得更优的杆密封效果。

附图说明

图1为本实用新型的自密封装置的第一种实施例的立体结构示意图。

图2为本实用新型的自密封装置的第一种实施例的正视图。

图3为图2中A-A线的剖视图。

图4为本实用新型的自密封装置的第二种实施例的立体结构示意图。

图5为本实用新型的自密封装置的第二种实施例的正视图。

图6为图5中B-B线的剖视图。

图中标记为：

1支承部：11环形台阶，12加强密封凸条；

压紧部：2环形块，21沟槽；

3环形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。

第一种实施例，如图1至图3所示：

一种自密封装置，包括密封圈，所述密封圈由耐腐蚀金属材料制得且整体为环型结构；其特征在于：

所述密封圈具有支承部1和压紧部；

其中，所述支承部1的截面整体呈”一”字型；

其中，所述压紧部整体位于支承部1在径向上的同一侧面，所述压紧部包括两块环形块2，两块环形块2的截面形状为由支承部1的截面的”一”字型长度方向的中部起向该”一”字型长度方向的两端弯折延伸；

所述两块环形块2与支承部1共同围成有两个环形凹槽3，且两个环形凹槽3的槽口各自朝向密封圈轴向两端中的一端。

实施时，优选耐腐蚀金属材料为不锈钢或耐腐蚀合金（如铝合金）中的任意一种。

实施时，两块环形块2的截面在邻近支承部1的截面”一”字型长度方向的中部可重合或彼此分隔开来，其中，优选“彼此分隔开来”的结构。这样一来，能够降低两块环形块2上邻近截面”一”字型长度方向中部处的结构强度，从而使得压紧部能够更为快速地地对液压进行响应，从而帮助压紧部能够更为快速地与相邻接触面之间的压紧接触，快速地形成密封。

其中，所述压紧部的内侧面在密封圈轴向的端部位置凹陷形成有沟槽21，所述沟槽21为与密封圈相同的环形结构。

上述沟槽21的设置，能够通过该沟槽21来增大与液压油之间的接触面积，从而能够通过液压来增大“压紧部的内侧面在密封圈轴向的端部位置”所受到的液压作用力，提升此处的压紧力来确保此处具有更好的密封。

其中，所述支承部1上处在所述环形凹槽3内的侧面在密封圈轴向的端部位置凹陷形成有环形台阶11，所述环形台阶11为与密封圈相同的环形结构。

上述环形台阶11的设置能够略微降低“支承部1上处在所述环形凹槽3内的侧面在密封圈轴向的端部位置”的厚度并同时降低此处的强度，使得此处能够对液压进行快速响应，从而实现更为快速的压紧和密封。

其中，所述压紧部与支承部1的外侧面在密封圈轴向的最外端处均具有导角。

上述导角的设置，使得密封圈更易于快速顺利地装配，从而帮助提升装配效率。

其中，两块环形块2的截面由支承部1的截面的”一”字型长度方向的中部起向该”一”字型长度方向的两端逐渐增厚。

这样，在确保压紧部能够快速响应液压并压紧密封的同时，也能够确提升压紧部的结构强度来适应更高的液压强度，提升压紧部处结构的可靠性。

其中，所述支承部1背离压紧部的侧面凸起形成有加强密封凸条12，所述密封凸条为与密封圈相同的环形结构。

上述加强密封凸条12能够在同样大小的液压作用下，增强与对应密封面之间的压紧力，从而提升密封性能。

其中，所述加强密封凸条12为在支承部1背离压紧部的侧面上邻近环形凹槽3的槽口与槽底的位置分别设置的一个。

设置于上述位置的多个加强密封凸条12能够充分地利用液压的作用力来提升支承部1与密封面之间的压紧力，从而获得更为可靠的密封性。

其中，所述压紧部位于所述支承部1在径向上的外侧面，使得自密封装置能够用于活塞密封。

这样即可利用支承部1来与活塞表面安装密封圈的环形槽的槽底相接触来形成密封，并利用在液压作用下外扩的压紧部来与安装活塞的腔壁相配合来压紧密封，获得更优的活塞密封效果。

第二种实施例，如图4至图6所示：

本实施例与上述第一种实施例的不同之处在于：所述压紧部位于所述支承部1在径向上的内侧面，使得自密封装置能够用于杆密封。

这样，即可利用支承部1与杆的安装腔壁上的环形槽的槽底相接触来密封。并利用在液压作用下外扩的压紧部来与杆的外侧面相配合来压紧密封，获得更优的杆密封效果。

上述两种实施例的自密封装置的结构中：

首先，因为，密封圈由耐腐蚀金属材料制得且整体为环型结构；所以，密封圈可利用金属材料的刚性来在水下现场快装。

其次，因为，密封圈的压紧部包括两块环形块2，并且，两块环形块2与支承部1共同围成有两个环形凹槽3，且两个环形凹槽3的槽口各自朝向密封圈轴向两端中的一端。所以，在实际使用过程中，液压油会进入上述环形凹槽3并将液压作用于环形凹槽3的内壁，使得压紧部与相邻的接触面（密封面）之间压紧以自行快速的形成密封。且随着液压压力的增大，压紧力越大，该通过上述自密封装置获得的密封性能更好，提升密封可靠性。

此外，因为，在需要对密封圈进行拆卸式，液压会消除。所以，使得压紧部与相邻密封面之间的压紧力减小，从而便于将密封圈轻松快速地拆除。可见，上述自密封装置同样具有良好的可拆卸性。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。