[发明专利]一种多级金属密封结构的环形密封总成

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海洋油气开采的多级金属密封结构的环形密封总成，在水下井口头中用于密封高压井口头与套管悬挂器之间的环形空间。

背景技术

由于海洋油气开采已经成为能源开发的重要发展方向，井口头环形密封总成是影响海洋油气开采的关键设备之一。因此密封设备的耐高压性能和可靠性成为海洋油气开采密封设备一直追求的目标。现有的水下井口头环形密封系统存在以下不足：1、耐压值小，不能承受较大的井内压力；2、受水压和工作温度变化影响，易发生提前解封，影响密封性能；3、密封面单一，不能实现多重密封；4、装卸工序复杂，延长工期。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多级金属密封结构的环形密封总成，它可以提供多个密封面，形成多级密封结构，增强了密封总成的工作压力和抗损性能，提高了密封总成的使用寿命，而且密封安装后能自动锁紧在井口头和套管悬挂器上，最后做到可回收重复利用的目的。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：多级金属密封结构的环形密封总成由锁紧套筒、驱动套筒、上部密封环和下部密封环组成，采用两套密封环多个密封面的多级密封结构，上部密封环与驱动套筒之间，驱动套筒与锁紧套筒之间采用花键配合，首先锁紧套筒的外花键与驱动套筒上的键槽未配合，驱动套筒的内花键与上部密封环上的键槽未配合，下压锁紧套筒使驱动套筒和上部密封环整体下移，驱动下部密封环，使下部密封环达到密封状态，然后旋转锁紧套筒通过花键驱动套筒旋转，使驱动套筒上的内花键与上部密封环上的键槽相配合后下压驱动套筒，驱动上部密封环，再旋转锁紧套筒，使锁紧套筒的外花键与驱动套筒的键槽配合后下压，使井口头锁紧环外张，套管悬挂器锁紧环内缩，密封总成锁紧在井口头和套管悬挂器上。上部密封环的外壁上部开有环形宽槽，与驱动套筒相套接，上部密封环的内环下端开设有固定底部回收环的环形槽，与下部密封环相套接，所述的驱动套筒的内环下端开设有固定中部回收环的环形槽，与上部密封环的环形宽槽相配置，驱动套筒的内壁上端开设环形宽槽，与锁紧套筒相套接，所述的锁紧套筒外壁下端开有固定顶部回收环的环形槽，与驱动套筒环形宽槽相配置。

所述锁紧套筒，与驱动套筒套接，外壁下端开设有环形槽与驱动套筒内壁上端的环形槽配合，用于安装顶部回收环，锁紧套筒外侧上部开有环形宽槽，用于安装井口头锁紧环，锁紧套筒外壁设有外花键，内侧上端开设阶梯型槽用于回收卡槽，阶梯型槽的圆周开有多处驱动槽，与下放回收工具的驱动键相配置，锁紧套筒底部为一锥形环面，与内部锁紧环相配合。

所述的驱动套筒的上端开有安放上部回收环的环形槽，内壁开设多处轴向键槽与锁紧套筒的外花键相配置，内壁中部有用于坐放套管悬挂器锁紧环的凸台，驱动套筒底部为锥形环面与上部密封环连接，锥形环面内侧有内花键，底面开有多个轴向通孔，用作液体流道。

所述的上部密封环，上部密封环有一个U型密封环面，内外侧都有多处用于密封的圆形凸缘，形成多级密封，内侧开设多处轴向键槽与驱动套筒的内花键配合使用，上部密封环的上端开有环形槽与中部回收环配合，上部密封环的下端为锥形环面用于驱动下部密封环，两者通过剪切销钉连接，锥形环面筒壁开有环形槽与下部密封环外壁上的环形槽相配合，用安装底部回收环，环形槽底端开有多个竖直通孔，用作液体流道。

所述下部密封环为U型密封环，密封环内外侧都有多处用于密封的圆形凸缘，形成多级密封结构，与上部密封环相连接的筒壁开有安装剪切销的通孔，与上部密封环底部的驱动套筒筒壁上的通孔相配合，外壁上开有环形槽与上部密封环下端的锥形环面上的环形槽配合。

本发明的有益之处在于：1、金属密封环是到达密封位置才开始驱动，避免了密封总成下放时密封面的刮擦。2、锁紧套筒与驱动套筒之间采用花键配合，保证密封总成不会提前锁紧，并且通过花键可以向下提供扭矩。3、上部密封环与驱动套筒之间采用花键配合，可以保证上下密封环分别驱动。4、采用两套密封环多个密封面的多级密封结构，增加密封抗压强度和密封可靠性。5、密封总成可以自动锁紧在井口头和套管悬挂器上，防止密封失效。6、安装、回收方便，减少工序。

附图说明

图1是本发明一个实施例的剖视图。

图2是本发明一个实施例的锁紧套筒外花键剖视图。

图3是本发明一个实施例的驱动套筒花键槽剖视图。

图4是本发明一个实施例的驱动套筒内花键剖视图。

图5是本发明一个实施例的上部密封环花键槽剖视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的实施例。