[发明专利]一种水下井口连接器复合式金属密封圈

说明书

本发明提供一种水下井口连接器复合式金属密封圈，包括形状为环形的密封圈本体，密封圈本体包括球形外侧密封面和内侧平滑端面，其中两个所述球形外侧密封面以设置在密封圈本体外侧中心处的凸台对称设置，球形外侧密封面的端部有耐腐蚀合金垫层，而球形外侧密封面上还设有密封圈。通过球形外侧密封面内凹部设计可以防止密封圈在高温环境与采油树和井口头的锥面粘牢，便于密封圈的安装与拆卸，同时凸起部设计有利于与锥面进行密封时增加主密封的接触应力，提高密封性能。本发明的耐腐蚀合金垫层和密封圈组成的密封结构，保障主密封面在安装和拆卸过程不受损坏，结构简单，便于加工制造，特别适合海洋深部高压流体处的固定密封。

技术领域

本发明涉及密封圈技术领域，具体为一种水下井口连接器复合式金属密封圈。

背景技术

近年，随着海洋油气开发不断向深海海域迈进，所面临的深水、高温和高压问题也将更加严峻，水下井口系统密封装置也备受考验。常规的弹性密封技术成熟、成本较低，在开发初期应用广泛；但由于其密封材料自身的属性问题，容易发生高温降解、化学降解，循环载荷导致的疲劳、压缩载荷突变失效和挤压间隙的剪切失效等问题，已经不能满足现阶段水下井口系统的密封要求。

针对上述问题，水下卧式采油树井口处之间常采用锁块式连接器连接，即采用多锁块齿槽与井口槽面相互啮合的连接方式将采油树树体与井口头连接起来，连接器与井口间采用金属密封。国内对于水下连接器用的密封圈主要还是采用标准的密封圈，其预紧力较大，因此无法满足锁块式水下连接器实际工况的密封要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下井口连接器复合式金属密封圈，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水下井口连接器复合式金属密封圈，包括形状为环形的密封圈本体，其中：

所述密封圈本体包括球形外侧密封面和内侧平滑端面，其中两个所述球形外侧密封面以设置在密封圈本体外侧中心处的凸台对称设置，球形外侧密封面的端部填充有耐腐蚀合金垫层，而球形外侧密封面上还设有辅助密封圈。

优选的，所述球形外侧密封面靠近凸台处设有安装辅助密封圈的凹槽。

优选的，所述球形外侧密封面上设有两个内凹部。

优选的，所述球形外侧密封面上设有凸起部。

优选的，所述凸起部位于两个内凹部之间。

优选的，所述耐腐蚀合金垫层为耐磨损、耐腐蚀以及具备延展性的材料。

优选的，所述耐腐蚀合金垫层为Ni825材料。

优选的，所述密封圈本体的材料为316L。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过球形外侧密封面内凹部设计可以防止密封圈在高温环境与采油树和井口头的锥面粘牢，便于密封圈的安装与拆卸，同时凸起部的设置有利于与锥面进行密封时增加主密封的接触应力，提高密封性能。本发明的耐腐蚀合金垫层和密封圈组成的密封结构，保障主密封面在安装和拆卸过程不受损坏，结构简单，便于加工制造，特别适合海洋深部高压流体处的固定密封。

附图说明

图1为本发明中密封圈本体的剖视图；

图2为本发明密封件安装完成时的整体正面剖视图；

图3为本发明密封件上部先接触被密封锥面的安装定位示意图；

图4为本发明密封件下部先接触被密封锥面的安装定位示意图；

图5为本发明密封件安装定位完成时示意图；

图6为预紧工况下密封圈整体等效应力和密封圈本体等效应力云图；