[發(fā)明專(zhuān)利]密封件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980136383.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102197249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·約翰·沃倫;斯蒂芬·溫特博特姆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 詹姆斯沃克有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16J15/10
• 分類(lèi)號(hào): F16J15/10
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳小明

本發(fā)明涉及密封件。本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及具有高抗爆炸減壓(explosive?decompression)性的彈性體密封件。本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及適合在低溫下使用的彈性體密封件。

彈性體密封件用于廣泛的應(yīng)用和環(huán)境中。本發(fā)明的各個(gè)方面特別地但非唯一地涉及用于石油和天然氣工業(yè)中的密封件。

使用彈性體密封件的一些環(huán)境從環(huán)境的化學(xué)和物理因素的角度提出了特殊的挑戰(zhàn)。這些具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境的實(shí)例可以見(jiàn)于石油和天然氣工業(yè)中。實(shí)際上，對(duì)于從甚至更極端的環(huán)境中開(kāi)采石油和天然氣是一種趨勢(shì)。存在著對(duì)在低溫下，例如，低至-46℃或甚至更低的溫度下發(fā)揮作用的彈性體密封件的需求。具有所需的耐化學(xué)性的彈性體通常不易起反應(yīng)并且因此不適合于在這樣的溫度下執(zhí)行密封功能。

耐化學(xué)性的要求也可能?chē)?yán)格地限制了許多應(yīng)用中聚合物的選擇。例如，耐蒸汽性經(jīng)常是密封件的要求，例如，在開(kāi)采石油中使用蒸氣的情況下。還可能存在著對(duì)耐受胺類(lèi)和/或其他化學(xué)品，例如甲醇和/或脂族和芳族烴，鉆探泥漿和硫化氫的存在的密封件的需求。

目前，認(rèn)為目前可獲得的對(duì)某種接觸介質(zhì)具有所需耐化學(xué)性的聚合物沒(méi)有一種能夠提供低溫下的足夠的密封性能以及所需的機(jī)械性能，例如，低于-10℃。盡管一些聚合物，諸如所謂的“低溫”含氟彈性體(FKMs)(例如Viton?GLT或GFLT)，可以在烴類(lèi)和油井環(huán)境中所遇到的一些流體的存在下得到可接受的性能，但當(dāng)這些物質(zhì)接觸其他化學(xué)品，例如“酸氣”(含有H2S)，或胺類(lèi)(已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其侵蝕已知的FKMs)時(shí)可能發(fā)生問(wèn)題。在這些化學(xué)品的存在下獲得較好性能的其他已知的聚合物，諸如AFLAS(RTM-Asahi?Glass)，在低溫下的密封性能不足。例如，AFLAS(RTM)的TR10約為+2C。對(duì)于對(duì)廣泛的化學(xué)品具有耐化學(xué)性的物質(zhì)獲得低溫性能(例如在-10℃和以下的溫度)是理想的。

在提供用于這些環(huán)境中的密封件的嘗試中，閥門(mén)制造商正在使用彈簧增能的PTFE唇形密封件，但這些密封件很昂貴，較難以安裝，并且通常需要具有一定的拋光標(biāo)準(zhǔn)的外殼，所述拋光標(biāo)準(zhǔn)比用于彈性體密封件的那些標(biāo)準(zhǔn)高。備選地或另外地，使用局部加熱和/或熱絕緣以試圖避免密封件處非常低的局部溫度。

對(duì)于一些密封件的額外或備選的要求，例如對(duì)于用于石油和天然氣開(kāi)采工業(yè)的那些密封件，是抗快速氣體減壓的(rapid?gas?decompression)，或也稱(chēng)為爆炸減壓或ED的RGD。ED可以導(dǎo)致密封件的損壞，包括起泡、內(nèi)部龜裂和裂口形式的結(jié)構(gòu)損壞，在密封件接觸的流體壓力快速下降時(shí)可以導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)損壞。

本發(fā)明的實(shí)施例尋求克服或減輕這些和/或其他問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些應(yīng)用和環(huán)境中，密封件將有利地尋求克服或減輕上面提及的問(wèn)題中的幾個(gè)或全部。在其他應(yīng)用或環(huán)境中，所述問(wèn)題中的僅一些或一個(gè)需要減輕或克服。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種密封件，其包含：包括芯材的內(nèi)芯，和所述芯上的包含層材料的外層，其中：所述芯材包括彈性體；所述層材料包括耐化學(xué)性的材料；所述密封件是抗快速氣體減壓(RGD)。

通過(guò)提供彈性體芯材和耐化學(xué)性的外部材料，能夠提供具有所需的耐化學(xué)性和所需的耐RGD性的密封件。

因此，本發(fā)明的實(shí)施例可以包含具有良好耐RGD/ED性的芯和耐化學(xué)性的外層。在一些情況下，得到的產(chǎn)物不一定具有良好的低溫性能。存在許多耐RGD密封件的應(yīng)用，其中低溫性能不是重要的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，ED/RGD性能可以與耐化學(xué)性相組合地提供用于不需要低溫?fù)闲缘膽?yīng)用。優(yōu)選密封件在低于-10℃的溫度下是撓性的。密封件的低溫?fù)闲钥梢杂尚尽⑼鈱踊騼烧咛峁?或可以由另一種部件或?qū)犹峁Ｃ芊饧梢园齻€(gè)或多個(gè)部分，例如，耐RGD的一個(gè)部分，在低溫下?lián)闲缘牡诙糠郑途哂心突瘜W(xué)性的第三個(gè)部分。要理解的是耐化學(xué)性層將設(shè)置在密封件的外表面處，其通常是與化學(xué)環(huán)境接觸的表面。預(yù)期密封件的任何部分可以提供所需的耐RGD性質(zhì)、低溫?fù)闲院?或耐化學(xué)性中的一種或多種。

在本發(fā)明的廣義方面，提供了一種密封件，其包含具有耐RGD性的第一種材料和具有耐化學(xué)性的第二種材料。這些材料可以以層狀結(jié)構(gòu)，或以其他配置形式提供。它們可以混合或組合以提供形成密封件或密封件一部分的復(fù)合材料。任選地一種或多種材料可以具有低溫?fù)闲裕?或可以提供具有低溫?fù)闲缘牡谌N材料。

現(xiàn)在描述芯材的優(yōu)選特征。優(yōu)選地，另外地或備選地，密封件本身具有這些特征中的一種或多種。另外地或備選地，外層具有這些特征中的一種或多種。