[發明專利]密封件

有效

• 申請號: 201210128834.1
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102767620A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 卡爾·理查德·伍德;魯尼·迪祖胡烏斯·約恩森;喬治·申克拜爾
• 申請（專利權）人: 國民油井華高英國有限公司
• 主分類號: F16J15/00
• 分類號: F16J15/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

發明領域

本發明涉及密封件和密封布置，特別是用在繩索閥(wireline?valve)中的密封件和密封布置。

發明背景

密封件阻止或緩解一種流體泄漏到另一種流體中。其可以被有選擇地應用，即直到達到某一條件才可能允許流動且使這樣的流體流動停止是合意的。

在繩索的井下介入(well?intervention)環境中，這樣的密封件和密封布置的一種應用是繩索閥。當繩索在基于繩索介入的情形下出現在井眼(wellbore)中時，繩索閥或“WLV”是用在井眼上的備用閥。

井眼通常在其內具有在升高的溫度和壓力下高度易燃的流體。如果在繩索例如絞合線上出現機械問題，則WLV可以圍繞繩閉合以密封井眼，允許在繩的在閥上的部分上執行補救工作。

這樣的繩索閥可能必須密封井持續延長的時間段，通常多于12小時，直到繩索和相關裝置可以被修理或更換這樣的時間，井眼被永久地密封或或者做出某些其他的介入。

有兩種一般類型的繩索閥柱塞(wireline?valve?ram)：繩尺寸的柱塞和剪切/密封柱塞類型。

繩尺寸的柱塞，不論其是多繩尺寸構型或特定繩尺寸構型，都使繩索閥能夠在激活時圍繞靜態纜線閉合。柱塞包含橡膠元件，其在通過液壓致動器激活時圍繞纜線施加這樣的橡膠壓力以便生成有效的密封件。第二組柱塞連同注射到中間空隙的標準粘性油脂，通過圍繞纜線施加橡膠壓力以及填充纜線內部的中間空隙的油脂，生成了有效井屏障。

在繩已經被切割并放下后，剪切/密封類型的柱塞使柱塞前方處的切割元件與封閉密封件(blind?seal)相結合，以生成有效的井屏障。

柱塞繩索閥通常具有兩個門狀構件，該門狀構件在正常操作位置中定位在繩索閥的中心孔的任一側并且在致動時被推動在一起以防止液體流動。

繩索閥的密封件可能不得不經受井眼流體升高的溫度和壓力。

橡膠或某些其他的彈性體材料常常是最佳的密封材料，因為其彈性和不滲透性可以產生良好的密封布置。然而，其可能不是最適合于高溫和高壓的，并且如果經受這樣的情況持續延長的時間，則密封件可能屈服和流動并最終失效。

任一類型的密封件通常將通過在任一側上使彈性體材料附接到金屬加強板或者更典型地通過將彈性體材料夾在兩個金屬板之間而被加強。

通常，繩索閥將具有繩索、桿或懸掛穿過繩索閥的管，或者該繩索、桿或管可以附接到井下工具或監控裝置。繩索閥密封件常常被改裝成使得在激活時，在這些繩索、桿或管周圍形成緊密的密封，然而密封件不切斷這些繩索、桿或管也不是通過其存在而被阻止的良好密封件。

在繩索閥柱塞中，金屬板的配合密封面通常將包括平行于繩索定位的互補通路(例如)，使得在防噴器被激活時，通路在鄰接的金屬板中形成將繩索裝入其中的孔。彈性體密封主體最初將具有平坦的配合密封側面，且材料的彈性允許其被圍繞繩索來定形而不切斷繩索。剛性的鋼板需要在其中切割通道或者其可能阻止形成良好的密封或者可能損壞/切斷繩索。

直接圍繞繩索的彈性體材料可能經受來自于井眼中流體的直接壓力和潛在提高的溫度，即鋼加固板可能不完全地覆蓋材料的該部分。彈性體材料然后可能傾向于圍繞繩索流動或半液化，并且從而在充足的暴露時間后最終破壞密封件。

繩索閥柱塞和相關內密封件被設計成使得當在井壓條件下密封時柱塞由井壓力而不是液壓致動器供給能量。柱塞在致動器和柱塞主體之間具有一定量的運行間隙，這使柱塞能夠獨立于致動器運動，通常是大約1/8”的線性運動。而且，內密封件在背部處具有一部分，在該部分處橡膠沿著向后的方向突出越過支撐板，確保了柱塞主體和內密封件之間的壓力面完全由橡膠形成。因為柱塞將持續運動以補償損失的橡膠體積，所以這確保了甚至在橡膠于纜線接觸面上的流動/損失的情況下柱塞能夠保持橡膠壓力。從而，內密封件可以適應某一量的橡膠損失而不損失密封完整性。限制橡膠的該損失在內密封件的設計中是關鍵的。

發明概述

根據本發明的第一方面提供了密封件，其包括具有密封表面的彈性體密封主體、鄰近密封表面嵌在彈性體密封主體內的多個大體上平坦的插入件，并且該密封件具有設置在多個大體上平坦的插入件之間的彈性體密封材料。

彈性體密封主體可以是大體上立方體或螺旋管的形狀。

關于“大體上平坦的”，應理解，該定義還包括大體上楔形的或棱柱狀的插入件，其具有通常大的表面尺寸與平均厚度比率。

大體上平坦的插入件可以是金屬的，并且可以是銅合金，例如黃銅或鋁青銅。