[發明專利]金屬密封件

有效

• 申請號: 201080043610.X
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102549233A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 安德烈·M·史密斯;伯格·阿穆倫;塔尼爾·特里斯基維
• 申請（專利權）人: 阿克海底公司
• 主分類號: E21B33/04
• 分類號: E21B33/04;F16J15/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

發明領域

本發明涉及一種用于海底井組件的圓形構件之間密封的金屬-金屬密封組件。

技術背景

在海底井領域中，對于井組件的壓力范圍的需求在持續增加。這導致對于在這些井中使用的密封組件的技術需求相應增加。

金屬-金屬密封件已經長期以多種設計使用。此類密封件的挑戰之一是密封件中使用的金屬可經受超過該密封件中材料的屈服強度的張力。因此，當壓力被移除時該密封件可能已經改變形狀，并可能在下一次或后來的高壓暴露時不能合適地發揮作用。因此，人們想使用在暴露于高壓后其形狀不會永久改變的密封構件。

此外，在例如密封環的密封構件中的金屬比端面(facing)密封表面中的金屬軟是一項標準或必備條件。換句話說，在容易被替換的部分中的金屬應比其他部分中的金屬軟。而且，該金屬應為足夠軟以使其能在與端面密封表面靠緊接觸的位置屈服，以提供緊密密封。

因此，這兩個目的某種程度上為彼此矛盾的。

專利申請GB?2?217?795展示了橫截面顯示有兩個密封腿部的V形密封元件。可通過兩個二級腿部使這兩個腿部受力使它們靠緊相對的端面密封表面，所述兩個二級腿部可在所述密封腿部之間以楔入方式受力。

公布的專利US?5,044,672描述了另一種具有圓形密封元件的金屬-金屬密封件，所述圓形密封元件的橫截面具有形成V形的兩個腿部。每個腿部具有通過受力靠緊相對的海底井組件的元件的密封表面的密封表面。

公布的專利US?5,174,376還描述一種具有金屬密封元件的密封組件，所述金屬密封元件具有U形橫截面。

此外，公布的專利US?7,559,366還有金屬-金屬密封件的另一實施方式。在此，楔入構件對H形的密封環(或者，彼此靠緊設置為V形)作用使其靠緊端面密封表面，所述楔入構件被作用進入該密封環的腿部之間的空間。而且，該說明書提到了在密封環的一側布置一層較軟金屬的可能，以密封該端面密封表面中的可能的刮痕或裂縫。

公布的專利US?6367558B1描述了一種橫截面具有兩個腿部的金屬密封件。將比該密封件其余金屬軟的金屬條帶連接至所述腿部的外側，用于靠緊接觸相對的密封表面。

如以上簡述的，隨著連續增加壓力等級(rates)，必須相應地設計密封件。既需要關于端面密封表面的密封構件的“軟的”金屬，也需要密封構件的形狀不會永久改變的，這兩者必須同時被滿足。

發明內容

根據本發明，提供了一種用于海底井組件的金屬-金屬密封組件。該密封組件包括在環狀物中設置的內部圓形密封表面和外部相對的圓形密封表面，其中所述密封表面定義了關于該環狀物的鄰近部分的狹窄的環狀物橫截面。該密封組件還包含橫截面有兩個腿部的密封環。該腿部適用于在該密封環自該環狀物的所述鄰近部分經受力進入所述狹窄的環狀物橫截面時被彈性地彎曲并被作用朝向彼此。該密封環在每一個所述腿部的各自的外部末端部分上還有密封環密封表面，所述密封環密封表面被設置為靠緊所述內部和外部圓形密封表面密封。該密封環包括主要金屬部分，該主要金屬部分為與所述端面內部和外部圓形密封表面中的金屬硬度相同或硬度更高的金屬。而且，所述密封環密封表面包含密封環表面金屬，該密封環表面金屬為比內部和外部圓形密封表面中的金屬和主要金屬部分中的金屬軟的金屬。根據本發明，該密封環包含第二部分，該第二部分包含所述密封環表面金屬，該第二部分在各自的腿部上的所述密封環密封表面之間連續延伸。這是有利的以在使用時將較軟的密封環表面金屬保持在一定位置。

因此，本發明提供一種密封環，該密封環可在高壓條件下使用且沒有永久地改變形狀的風險。該較軟的密封環表面金屬使得不必在環狀物的圓形密封表面中提供比該密封環的主要金屬部分的金屬軟的鑲嵌物。因此，避免了昂貴的大單元制造，例如管道支架和中心管(stinger)，密封組件適用于緊挨著這些大單元密封，因為不必提供特別的硬材料鑲嵌物。

此外，該第二部分可在這些腿部之間的空間中沿著主要金屬部分有利地延伸。還優選地，該密封環可具有面向壓力(pressure-facing)側且第二部分可在所述面向壓力側上沿著主要金屬部分延伸。然后壓力將用于使該第二部分保持在該密封環上的一定位置。以下將參考實施方式的實施例對其進一步詳細描述。