一种高温热采阀座及密封结构的制作方法

1.本发明涉及采油/采气井口闸阀相关技术领域，具体为一种高温热采阀座及密封结构。


背景技术：

2.在地热开采水蒸汽时,井口压力一般可达到5000psi,井口温度一般可达到345℃,水蒸汽可以达到自喷的程度。含有345℃水蒸汽、任何材料的机械性能都会下降。而345℃水蒸汽加速井筒水泥环损坏、套管管柱损坏、防砂工具损坏、机采装置损坏、油管损坏、井口装置和采油树损坏、阀门损坏，这些损坏不仅影响正常生产,甚至无法修复,造成井筒报废。
3.如果含有345℃水蒸汽通过热采井口上的阀门输送到地面管道中,345℃水蒸汽会对阀门内的密封件造成极大伤害作用,尤其是阀杆与阀盖之间的密封、阀座与阀体之间的密封,如果密封件选用不当的话,在345℃水蒸汽的作用下,密封件就会在短时间内失效,大量的水蒸汽就会通过泄漏点泄漏,造成人员伤亡,这种结果在油田是不允许发生的。对于用于高温345℃水蒸汽的阀门,如果密封一旦失效,将会失去对管道的控制,并会带来严重的质量事故。
4.目前阀座安装在阀体上有二种方法,第一种方法,将阀座直接焊接在阀体上,这样阀座与阀体之间没有密封件,密封是靠焊缝保证。第二种方法,阀座与阀体之间是靠过盈配合,阀座是靠压力机压入到阀体内，以上二种方法对阀座来说都是一次性使用,如果阀座在使用中损坏了,由于不能更换阀座,就会造成整个阀门报废。不管是第一种方法还是第二种方法,在安装上要求安装人员要有很高的操作技能,否则被安装的阀门会发生渗漏。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在目前阀座安装在阀体上有二种方法,第一种方法,将阀座直接焊接在阀体上,这样阀座与阀体之间没有密封件,密封是靠焊缝保证。第二种方法,阀座与阀体之间是靠过盈配合,阀座是靠压力机压入到阀体内，以上二种方法对阀座来说都是一次性使用,如果阀座在使用中损坏了,由于不能更换阀座,就会造成整个阀门报废。不管是第一种方法还是第二种方法,在安装上要求安装人员要有很高的操作技能,否则被安装的阀门会发生渗漏的缺陷，本发明提供一种高温热采阀座及密封结构。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
7.本发明一种高温热采阀座，包括由耐热耐腐蚀合金材料制造的阀座主体以及阀体，且所述阀体设有供阀座主体上设有端插入的安装槽，且所述阀座主体的端部设置有对阀座主体与阀体的连接处进行密封的耐高温密封件。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述阀座主体的端部设有用于安装耐高温密封件的环形槽。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述耐高温密封件为o型结构。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述耐高温密封件与环形槽为过盈配合。
11.一种密封结构，应用于上述的一种高温热采阀座中的耐高温密封件，其特征在于，包括耐高温填料层，所述耐高温填料层的上表面设有第一v形金属片，所述耐高温填料层的下表面设有第二v形金属片，且所述耐高温填料层的内部嵌设有骨架。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述耐高温填料层由碳纤维、铜粉、石墨以及骨架模压形成。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述骨架为钢丝编结网状骨架。
14.本发明的有益效果是：
15.该种高温热采阀座及密封结构中通过在阀座主体与阀体的连接处进行密封的耐高温密封件，来进行高温密封，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀,密封效果好,使用寿命更长的优点，并且便于阀门使用后期的拆解维护。本发明提供一种密封结构，其中利用石墨在高温状态下会发生体积膨胀,在体积膨胀的过程中会产生膨胀力,膨胀力会推动第一v形金属片和第二v形金属片运动,在高温、高压下这种膨胀力可以提高密封的可靠性.这种推力也会随着温度的变化而变动,温度越高,膨胀力越大,密封越可靠。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
17.在附图中：
18.图1是本发明中的耐高温密封件的安装示意图；
19.图2是本发明的环形槽结构示意图；
20.图3是本发明的耐高温密封件的结构示意图；
21.图4是本发明的座主体与阀体的对接示意图。
22.图中：1、阀座主体；2、阀体；3、安装槽；4、耐高温密封件；5、环形槽；6、耐高温填料层；7、第一v形金属片；8、第二v形金属片；9、骨架。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
24.实施例：如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种高温热采阀座，包括由耐热耐腐蚀合金材料制造的阀座主体1以及阀体2，且所述阀体2设有供阀座主体1上设有端插入的安装槽3，且所述阀座主体1的端部设置有对阀座主体1与阀体2的连接处进行密封的耐高温密封件4。通过在阀座主体1与阀体2的连接处进行密封的耐高温密封件4，来进行高温密封，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀,密封效果好,使用寿命更长的优点，并且便于阀门使用后期的拆解维护。
25.其中，所述阀座主体1的端部设有用于安装耐高温密封件4的环形槽5。
26.其中，所述耐高温密封件4为o型结构，从外观上看是一个圆盘状,从局部截面图来看是一个v形.在v形截面的上部与下部分别是v形金属片,在v形金属片的中间用压制石墨隔开,在设计上,第一v形密封件的上部尖端与阀座上的安装槽3的端面接触,第二v形密封件的下部与阀座主体1的端面接触，压制石墨作为弹性体,提供密封所需要的过盈量。
27.其中，所述耐高温密封件4与环形槽5为过盈配合，过盈安装会产生推力,推力会推动阀座朝着阀板方向运动,这样阀座主体与阀体之间会产生间隙,由于可拆装密封件的上部与下部是v形金属片,v形金属片的抗挤强度要比橡胶材料要大的多,可拆装密封件的独特外形不会在力的作用下被挤出。
28.其中，一种密封结构，应用于上述的一种高温热采阀座中的耐高温密封件，其特征在于，包括耐高温填料层6，所述耐高温填料层6的上表面设有第一v形金属片7，所述耐高温填料层6的下表面设有第二v形金属片8，且所述耐高温填料层6的内部嵌设有骨架9。本发明提供一种密封结构，其中利用石墨在高温状态下会发生体积膨胀,在体积膨胀的过程中会产生膨胀力,膨胀力会推动第一v形金属片7和第二v形金属片8运动,在高温、高压下这种膨胀力可以提高密封的可靠性.这种推力也会随着温度的变化而变动,温度越高,膨胀力越大,密封越可靠。
29.其中，所述耐高温填料层6由碳纤维、铜粉、石墨以及骨架9模压形成。石墨是一种耐高温材料,通过填加碳纤维、铜粉与钢丝编结网状骨架一起通过模压,可以形成各类形状,并具有一定强度和弹性.在高温、高压下以石墨为主体的密封材料不会被压垮.碳纤维、铜粉可以提高石墨材料的强度,钢丝编结网状骨架可以防止石墨在高压下崩溃，模压可以提高碳纤维、铜粉和石墨混合物的密度。
30.其中，所述骨架9为钢丝编结网状骨架。当温度下降时,密封结构自身可以恢复到初始状态.无需外部干预。
31.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高温热采阀座，其特征在于，包括由耐热耐腐蚀合金材料制造的阀座主体(1)以及阀体(2)，且所述阀体(2)设有供阀座主体(1)上设有端插入的安装槽(3)，且所述阀座主体(1)的端部设置有对阀座主体(1)与阀体(2)的连接处进行密封的耐高温密封件(4)。2.根据权利要求1所述的一种高温热采阀座及密封结构，其特征在于，所述阀座主体(1)的端部设有用于安装耐高温密封件(4)的环形槽(5)。3.根据权利要求1所述的一种高温热采阀座及密封结构，其特征在于，所述耐高温密封件(4)为o型结构。4.根据权利要求2所述的一种高温热采阀座及密封结构，其特征在于，所述耐高温密封件(4)与环形槽(5)为过盈配合。5.一种密封结构，应用于权利要求1至4任一项所述的一种高温热采阀座中的耐高温密封件，其特征在于，包括耐高温填料层(6)，所述耐高温填料层(6)的上表面设有第一v形金属片(7)，所述耐高温填料层(6)的下表面设有第二v形金属片(8)，且所述耐高温填料层(6)的内部嵌设有骨架(9)。6.根据权利要求5所述的一种高温热采阀座及密封结构，其特征在于，所述耐高温填料层(6)由碳纤维、铜粉、石墨以及骨架(9)模压形成。7.根据权利要求6所述的一种高温热采阀座及密封结构，其特征在于，所述骨架(9)为钢丝编结网状骨架。

技术总结
本发明公开了一种高温热采阀座及密封结构，包括由耐热耐腐蚀合金材料制造的阀座主体以及阀体，且所述阀座主体的端部设置有对阀座主体与阀体的连接处进行密封的耐高温密封件；本发明通过在阀座主体与阀体的连接处进行密封的耐高温密封件，来进行高温密封，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀,密封效果好,使用寿命更长的优点，并且便于阀门使用后期的拆解维护。其中利用石墨在高温状态下会发生体积膨胀,在体积膨胀的过程中会产生膨胀力,膨胀力会推动第一V形金属片和第二V形金属片运动,在高温、高压下这种膨胀力可以提高密封的可靠性.这种推力也会随着温度的变化而变动,温度越高,膨胀力越大,密封越可靠。力越大,密封越可靠。力越大,密封越可靠。


技术研发人员：彭朝文 孙国安 曾全胜 刘丽佳
受保护的技术使用者：江苏孚杰高端装备制造（集团）股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/14