[发明专利]一种用于深水采油树井口的金属密封件

说明书

本发明公开一种用于深水采油树井口的金属密封件，金属密封件与连接器毂座配合连接，其中连接器毂座形成有环形凸起，金属密封件包括：密封件本体，呈台状，密封件本体的环形侧面设有内嵌体以密封连接器毂座，密封件本体的大台面设有凹弧结构，以对金属密封件产生自紧效果；限位凸体，呈台状，限位凸体与密封件本体同轴且与小台面固定连接，其两者连接处形成有限位凹槽，限位凹槽与环形凸起配合嵌入以对连接器毂座进行密封限位。其中限位凸体可改善密封件受外部压力时的接触力分布情况，位于金属密封件内侧端面的凹弧结构设计使内部介质的径向压力均匀施加在金属密封件上，以产生自紧效果，从而避免应力集中导致的密封失效。

技术领域

本发明涉及水下油气生产装备密封技术领域，尤其涉及一种用于深水采油树井口的金属密封件。

背景技术

在石油钻采领域，水下采油树井口与连接器处的密封件性能要求严苛。目前国外井口头密封技术已经成熟的应用于工程领域，而国内尚处于研究起步阶段。水下井口密封装置的额定工作压力一般不小于5000psi。密封件长期与高温高压腐蚀流体，如海水、油气井液相接触，对深水连接器与井口头密封的安全性和可靠性具有关键性的影响。

国外密封件一般设计为与被密封面锥度相同的锥面密封圈，依靠接触的密封面相互挤压产生的弹性微变形提高密封效果，通过压力变化时产生的弹性扩张和内部流体的径向作用来进行有效密封。在锥形密封面的基础上产生了许多改进类型，比如具有弧形密封面和备用密封面的多密封面式密封件、兼具密封测试功能的密封测试式密封件、欠平衡钻井或气田生产时使用的外压型密封件等。密封件由水下机器人ROV在深水下井口头内完成安装，在内部压力较低或者是气井的情况下，可能会出现外部压力高于内压的情况，从而使得翼板结构的密封件可能存在密封失效的情况。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用于深水采油树井口的金属密封件，用以解决水下采油树井口头与连接器间的高压密封失效的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于深水采油树井口的金属密封件，所述金属密封件与连接器毂座配合连接，其中所述连接器毂座形成有环形凸起，其特征在于，所述金属密封件的截面形状包括：

密封件本体，呈台状，所述密封件本体的环形侧面设有内嵌体以密封所述连接器毂座，所述密封件本体包括相对两侧的大台面和小台面，所述大台面呈凹弧结构，以对所述金属密封件产生自紧效果；

限位凸体，呈台状，所述限位凸体与所述密封件本体同轴且与所述小台面固定连接，以使得所述金属密封件的轴向截面呈燕尾状，且限位凸体和所述密封件本体沿相互靠近的方向截面尺寸逐渐减小，所述限位凸体与所述金属密封件的连接处形成有限位凹槽，所述环形凸起配合嵌入所述限位凹槽以对所述连接器毂座进行密封限位。

根据一些实施例，所述密封件本体的环形侧面包括沿所述金属密封件轴向依次连接的弧形密封面、锥形密封面以及内嵌体面，所述内嵌体面靠近所述大台面。

根据一些实施例，锥形密封面与相邻的连接器毂座锥面的锥度相同。

根据一些实施例，所述弧形密封面的锥度小于所述锥形密封面的锥度，所述锥形密封面的锥度小于所述内嵌体面的锥度。

根据一些实施例，所述内嵌体面上设有安装槽，所述内嵌体安装于所述安装槽内。

根据一些实施例，所述锥形密封面上设有第一环形槽，所述第一环形槽内设有第一密封圈。

根据一些实施例，所述限位凸体的环形侧面设有第二环形槽，所述第二环形槽内设有第二密封圈。

根据一些实施例，所述第一环形槽和所述第二环形槽的均呈燕尾状。

根据一些实施例，所述的内嵌体在挤压后与相邻的连接器毂座的锥面形成增强密封段。

根据一些实施例，所述密封件本体和所述限位凸体均为圆台状。