用于深水垂直連接器的密封件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于深水垂直連接器的密封件。所述密封件包括一筒體，所述筒體的外周壁上設有一圓臺體，且所述圓臺體的大底端與所述筒體相連接；所述圓臺體的側面包括相連接的上側面和下側面，所述上側面靠近所述圓臺體的大底端；所述上側面的傾斜度小于所述下側面的傾斜度；所述下側面上設有至少2個缺口，且2個所述缺口之間設有間距；2個所述缺口通過設于所述圓臺體內的流體通道相連通。本發明提供的密封件，其中側面錐度、缺口和流體通道的設置可以實現密封測試的需要，使本發明能夠實現密封測試功能；同時本發明中的流體通道結構簡單，易于制造，從而降低了生成成本。
【專利說明】用于深水垂直連接器的密封件【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于深水垂直連接器的密封件，具體可應用于海洋石油工程領域的水下生產設備中的水下垂直連接器。
【背景技術】
[0002]目前，國內針對深水連接器的研究正處于起步的階段，工程上應用的產品主要依賴于進口。國外，深水連接器已經成熟地應用于工程領域。作為深水連接器的重要配件，密封件對于深水連接器的可靠性具有關鍵性影響。目前，國外的密封件設計一般采用錐面密封原理，以降低對預緊力的要求，并提高密封效果。在錐面密封原理的基礎上，又產生了多種不同的改進類型，比如雙密封面式密封件、外壓型密封件、密封測試式密封件等。其中，雙密封面式密封件通過在密封面上開槽，將密封面分成兩部分，實驗證明這種密封件能夠提高密封效果。外壓型密封件針對海洋石油生產中可能出現的外壓高于內壓的情況(尤其是氣田)，通過使密封面靠近翼板的方法，從而更好地防止密封件在承受外壓時產生失效。密封測試式密封件則需要考慮水下連接器在安裝完成后的密封測試操作，以確保密封成功。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提 供一種用于深水垂直連接器的密封件，本發明可提高傳統錐面密封件的密封性能，同時具有密封測試功能。
[0004]本發明所提供的一種用于深水垂直連接器的密封件，包括一筒體，所述筒體的外周壁上設有一圓臺體，且所述圓臺體的大底端與所述筒體相連接；
[0005]所述圓臺體的側面包括相連接的上側面和下側面，所述上側面靠近所述圓臺體的大底端；所述上側面的傾斜度小于所述下側面的傾斜度；
[0006]所述下側面上設有至少2個缺口，且2個所述缺口之間設有間距；2個所述缺口通過設于所述圓臺體內的流體通道相連通。
[0007]上述的密封件中，所述圓臺體的小底端與一翼板相連接，所述翼板可用于增強所述密封件的剛度，以及在所述密封件安裝時的固定。
[0008]上述的密封件中，所述翼板的兩端設有凸臺，所述凸臺可用于該密封件的固定，通過配合垂直連接器主體實現此功能。
[0009]上述的密封件中，所述缺口可為三角形。
[0010]上述的密封件中，所述圓臺體的下側面上設有4個所述缺口，每2個所述缺口通過一所述流體通道相連通，所述缺口與所述流體通道的配合可用于進行密封測試。
[0011]上述的密封件中，每2個所述缺口以所述圓臺體的軸線為中心呈對稱分布。
[0012]上述的密封件中，所述下側面上設有至少一個環形的卡槽，所述卡槽內設有橡膠圈，所述橡膠圈可用于金屬密封面失去密封作用后的二次密封，并且還可用于防止外界流體進入管道。
[0013]上述的密封件中，所述下側面上設有2個所述卡槽，且2個所述卡槽以所述圓臺體的徑向軸線為中心呈對稱分布。
[0014]上述的密封件中，所述卡槽可為燕尾槽，所述燕尾槽可以更牢靠緊密的將橡膠圈固定在所述卡槽內。
[0015]本發明具有以下有益效果:
[0016]本發明提供的密封件，其中側面錐度、缺口和流體通道的設置可以實現密封測試的需要，使本發明能夠實現密封測試功能；同時本發明中的流體通道結構簡單，易于制造，從而降低了生成成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明密封件的剖面圖。
[0018]圖2是本發明密封件進行密封時的示意圖。
[0019]圖3是本發明密封件密封后過盈時的示意圖。
[0020]圖中各標記如下:
[0021]I上側面、2下側面、3缺口、4燕尾槽、5內部凸起、6翼板、7下轂座的密封接觸面、8流體通道、9圓臺體、10凸臺。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明進一步說明，但本發明并不局限于以下實施例。
[0023]如圖1和圖2所示，本發明提供的密封件包括一個圓筒體(圖中未標)，在該圓筒體的外周壁上設有一個圓臺體9，且該圓臺體9的大底端與圓筒體相連接。本發明中圓臺體9的側面包括相連接的上側面I和下側面2，上側面I靠近該圓臺體9的大底端，且上側面I的傾斜度小于下側面2的傾斜度，如圖3所示。
[0024]在下側面2上設有4個呈三角形的缺口 3，當進行密封測試時，作為密封測試腔，每2個缺口 3以圓臺體9的徑向軸線為中心呈對稱分布，且每2個對稱設置的缺口 3之間設有一流體通道8，連通下側面上的2個缺口，當進行密封測試時，作為測試的液體通道。由于流體通道8離密封件內壁較近，內部凸起5被設置來增加強度。
[0025]在下側面2上設有2個環形的燕尾槽4，這2個燕尾槽4以圓臺體9的軸線為中心呈對稱分布。2個燕尾槽4內均設有橡膠圈，起到二次密封作用以及防止外部海水進入，當進行密封測試時，橡膠圈4和上側面I形成密閉空間，用于測試密封件安裝的可靠性。
[0026]本發明中，圓臺體9的小底端還與一翼板6相連接，翼板6的作用在于限位，防止施載過度。翼板6的兩端凸臺10用于增強密封件剛度，以及在密封件安裝時的固定，可配合連接器主體實現此功能。
[0027]本發明提供的密封件安裝過程如下:
[0028](I)將該密封件置于深水垂直連接器的下端轂座的密封面上(利用連接器自帶的固定裝置)。
[0029](2)在連接器安裝工具的作用下，將上端轂座下移，使密封件的圓臺體的側面分別與上、下兩端的轂座接觸，此時密封件已就位。
[0030](3)連接器的鎖緊機構開始動作，推動上端轂座繼續下移，并對密封件產生軸向壓緊，密封件(包括橡膠圈)產生微小變形。[0031](4)鎖緊機構完全鎖緊后，開始進行密封測試。密封測試液體通過連接器上的通道注入到缺口 3中，并通過密封件上的密封測試流體通道8充滿上下兩個缺口 3(測試空腔)。
[0032](5)測試液體達到一定的壓力后，保壓一定時間，檢查是否有高于可接受水平的壓降。檢查通過后，密封安裝完成，開始撤離安裝工具。
[0033]本發明提供的密封件使用一定時間后需要更換，其更換過程與安裝過程類似。
[0034]如圖2和圖3所示，分別為密封接觸和過盈示意圖。密封預緊力施加前，密封件的上側面I與轂座的密封接觸面零壓力接觸，如圖3所示。此時，由于上側面I的傾斜度小于下側面的傾斜度，因此僅有密封件的上側面I與轂座的密封接觸面接觸。開始施加載荷后，上部轂座開始下移，密封件兩端產生徑向變形，同時產生徑向回彈力和周向壓力。橡膠圈高出金屬的部分被壓縮，形成臨時密封。由于翼板的作用，上部轂座的位移被限定在設定好的范圍內，因此密封件的兩端不會產生過度徑向變形，同時密封接觸范圍仍然局限在密封件的兩端部。此時轂座的位置如圖3所示，翼板已經與轂座完全接觸并承受多余的預緊力。與變形前相比，密封件兩端徑向壓縮，并且其回彈力承受轂座密封壓力。
[0035]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種用于深水垂直連接器的密封件，其特征在于: 所述密封件包括一筒體，所述筒體的外周壁上設有一圓臺體，且所述圓臺體的大底端與所述筒體相連接； 所述圓臺體的側面包括相連接的上側面和下側面，所述上側面靠近所述圓臺體的大底端；所述上側面的傾斜度小于所述下側面的傾斜度； 所述下側面上設有至少2個缺口，且2個所述缺口之間設有間距；2個所述缺口通過設于所述圓臺體內的流體通道相連通。
2.根據權利要求1所述的密封件，其特征在于:所述圓臺體的小底端與一翼板相連接。
3.根據權利要求2所述的密封件，其特征在于:所述翼板的兩端設有凸臺。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的密封件，其特征在于:所述缺口為三角形。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的密封件，其特征在于:所述圓臺體的下側面上設有4個所述缺口，每2個所述缺口通過一所述流體通道連通。
6.根據權利要求5所述的密封件，其特征在于:每2個所述缺口以所述圓臺體的徑向軸線為中心呈對稱分布。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的密封件，其特征在于:所述下側面上設有至少一個環形的卡槽，所述卡槽內設有橡膠圈。
8.根據權利要求7所述的密封件，其特征在于:所述下側面上設有2個所述卡槽，且2個所述卡槽以所述圓臺體的徑向軸線為中心呈對稱分布。
9.根據權利要求7或8所述的密封件，其特征在于:所述卡槽為燕尾槽。
【文檔編號】F16J15/16GK103498938SQ201310367299
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】李博, 郭宏, 洪毅, 羅曉蘭, 段夢蘭, 鄭利軍, 孫欽, 侯廣信, 張康, 范嘉堃, 趙三軍, 姜宇飛 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國石油大學(北京)