单向密封结构制造技术

本发明专利技术涉及高温高压油气井固井过程中的密封结构技术领域，公开了一种单向密封结构，包括：密封座，在所述密封座的内部构造有纵向通孔，在所述纵向通孔朝向油气井井底的方向构造有锥形孔；密封总成，所述密封总成远离油气井井底的端部能与所述锥形孔相适配用以封堵所述锥形孔；止挡部件，所述止挡部件的上端与所述密封座相连接，所述止挡部件的下端套设在所述密封总成上；以及弹性部件，所述弹性部件套设在所述密封总成上，所述弹性部件的第一端与所述止挡部件的下端相抵接，所述弹性部件的第二端与所述密封总成的上端相抵接。该单向密封结构具有密封能力好和反向密封不易失效的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
单向密封结构


[0001]本专利技术涉及高温高压油气井固井过程中的密封结构
，具体涉及一种单向密封结构。

技术介绍

[0002]随着勘探开发的不断深入，全球油气勘探开发对象已经从常规油气藏转向非常规油气藏，目的层由中浅层向深层和超深层快速延伸，随着目的层的延伸，伴随着地层温度高、施工压力大等一系列苛刻条件。目前常规固井用注水泥浮动设备所用单向密封结构主要有金属式、金属与弹性体材料组合密封式两种，金属式单向密封结构耐循环冲蚀效果好，但是密封能力较低，该种结构的密封能力取决于单向密封金属面与密封座金属面之间的压合密封，当大排量冲蚀作业后，单向密封金属面被冲蚀导致表面粗糙，当井底反向压力较高时，密封不严，使得固井作业结束后，水泥浆倒返，导致管柱内留塞；金属与弹性体材料组合密封式单向密封结构，主要依靠弹性体材料填充单向密封与密封座之间的缝隙而形成严密的密封，但是该种结构也存在两大弊端：一是当井底温度高时，单向密封表面硫化的弹性体材料由于温度升高力学性能下降，在承受反向高压时，容易被挤压破坏，导致密封失效；二是当固井作业过程中大排量冲蚀时，橡胶材料的耐冲蚀能力较差，容易被流体中的砂子划伤表面，使得密封失效。两种情况都会导致注水泥浮动设备反向密封失效，造成管柱内留水泥塞，为下一步钻进和施工造成麻烦。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本专利技术的目的是提供一种单向密封结构，以至少解决现有的密封结构存在密封能力差、反向密封容易失效的技术问题之一。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种单向密封结构，包括：密封座，在所述密封座的内部构造有纵向通孔，在所述纵向通孔朝向油气井井底的方向构造有锥形孔；密封总成，所述密封总成远离油气井井底的端部能与所述锥形孔相适配用以封堵所述锥形孔；止挡部件，所述止挡部件的上端与所述密封座相连接，所述止挡部件的下端套设在所述密封总成上；以及弹性部件，所述弹性部件套设在所述密封总成上，所述弹性部件的第一端与所述止挡部件的下端相抵接，所述弹性部件的第二端与所述密封总成的上端相抵接。
[0007]其中，所述密封总成包括能与所述密封座的锥形孔进行第一部分密封的密封本体、设置在所述密封本体上并与所述密封座的锥形孔进行第二部分密封的坐封弹性体以及套设在所述密封本体上并能与所述坐封弹性体相适配的坐封套。
[0008]其中，所述弹性部件套设在所述坐封套和所述密封本体上，其中，所述弹性部件的第一端与所述止挡部件朝向油气井井底的端部相抵接，所述弹性部件的第二端与所述坐封套远离油气井井底的端部相抵接。
[0009]其中，所述密封本体包括与所述锥形孔的内侧相适配的圆锥形导向密封头以及与所述圆锥形导向密封头相连接的杆部；所述坐封弹性体套设在所述杆部上并与所述圆锥形导向密封头连接为一体。
[0010]其中，在所述坐封弹性体朝向油气井井底的端面构造有渐扩口；所述坐封套包括套设在所述杆部上的环形体以及套设在所述杆部上并与所述环形体相连接的筒体，其中，在所述环形体朝向所述坐封弹性体的端部构造有凸部，当所述单向密封结构承受来自上部的流体压力时，流体压力推动所述密封总成向下压缩所述弹性部件，所述锥形孔被打开以供流体流过；当所述单向密封结构承受来自下部的流体压力时，所述坐封弹性体向上压紧在所述密封座内部的锥形孔的锥度斜面上，所述凸部紧密压紧在所述渐扩口内。
[0011]其中，在所述杆部上构造有剪钉孔，在所述筒体上构造有通孔，所述通孔与所述剪钉孔上下对应连通以构造成组合安装孔，所述坐封套与所述密封本体通过设置在所述组合安装孔内的剪钉进行固定连接。
[0012]其中，在所述筒体靠近油气井井底的端部的内表面上构造有防退卡簧安装槽；所述单向密封结构还包括防退卡簧，所述防退卡簧安装在所述防退卡簧安装槽内；在所述杆部上构造有第一锯齿螺纹，在所述防退卡簧的内表面构造有第二锯齿螺纹，其中，所述第二锯齿螺纹与所述第一锯齿螺纹相适配。
[0013]其中，所述止挡部件的第一端与所述密封座通过螺纹连接为一体，所述止挡部件的第二端套设在所述杆部上，在所述止挡部件上构造有过流通孔。
[0014]其中，所述单向密封结构还包括外壳体，所述密封座、所述密封总成、所述止挡部件以及所述弹性部件均设置在所述外壳体内，其中，所述外壳体与所述密封座通过螺纹连接。
[0015]其中，在所述外壳体与所述密封座之间套设有密封圈。
[0016](三)有益效果
[0017]本专利技术提供的单向密封结构，与现有技术相比，具有如下优点：
[0018]当单向密封结构承受来自上部的流体压力时，流体压力可推动密封总成向下压缩弹性部件，锥形孔被打开，流体可顺畅通过。当单向密封结构承受来自下部的流体压力时，密封总成向上压紧在密封座内部的锥形孔的锥度斜面上，坐封弹性体密封锥形孔，此种组合密封形式，可承受较低温度、较低反向压力的工况，当油气井的井底温度较高且压力较高时，坐封弹性体的材料在高温作用下，力学性能会变差，整个密封组合的密封能力也相对降低，当流体反向压力达到剪钉剪断值时，如下所述的剪钉被剪断，坐封套在流体反向压力的作用下，持续压紧该坐封弹性体，由于坐封弹性体的凹槽深度大于坐封套的凸起高度，当持续挤压时，坐封弹性体会产生变形，进行坐封，紧紧的压合在密封座内部的锥形孔的锥度斜面上。可见，本申请的密封座内部的锥形孔分别与坐封弹性体以及密封总成配合形成双级密封结构，即，由密封总成中的密封本体承受高压，由坐封弹性体进行辅助密封，本申请的单向密封结构具有能够根据油气井井底压力实现双级密封，承受固井作业过程中大排量冲蚀以及能够承受高压的优点。
附图说明
[0019]下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述。在图中：
[0020]图1为本专利技术的实施例的单向密封结构的整体结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的实施例的单向密封结构的密封座的整体结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的实施例的单向密封结构的密封本体的整体结构示意图；
[0023]图4为本专利技术的实施例的单向密封结构的坐封弹性体的整体结构示意图；
[0024]图5为本专利技术的实施例的单向密封结构的止挡部件的整体结构示意图；
[0025]图6为本专利技术的实施例的单向密封结构的坐封套的整体结构示意图；
[0026]图7为本专利技术的实施例的单向密封结构的防退卡簧的整体结构示意图。
[0027]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0028]为了使本领域技术人员更好的理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行进一步的描述。
[0029]如图1至图7所示，图中示意性地显示了该单向密封结构包括密封座1、密封总成2、止挡部件3以及弹性部件4。
[0030]在本申请的实施例中，在该密封座1的内部构造有纵向通孔，在该纵向通孔朝向油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向密封结构，安装在油气井中，其特征在于，包括：密封座，在所述密封座的内部构造有纵向通孔，在所述纵向通孔朝向油气井井底的方向构造有锥形孔；密封总成，所述密封总成远离油气井井底的端部能与所述锥形孔相适配用以封堵所述锥形孔；止挡部件，所述止挡部件的上端与所述密封座相连接，所述止挡部件的下端套设在所述密封总成上；以及弹性部件，所述弹性部件套设在所述密封总成上，所述弹性部件的第一端与所述止挡部件的下端相抵接，所述弹性部件的第二端与所述密封总成的上端相抵接。2.根据权利要求1所述的单向密封结构，其特征在于，所述密封总成包括能与所述密封座的锥形孔进行第一部分密封的密封本体、设置在所述密封本体上并与所述密封座的锥形孔进行第二部分密封的坐封弹性体以及套设在所述密封本体上并能与所述坐封弹性体相适配的坐封套。3.根据权利要求2所述的单向密封结构，其特征在于，所述弹性部件套设在所述坐封套和所述密封本体上，其中，所述弹性部件的第一端与所述止挡部件朝向油气井井底的端部相抵接，所述弹性部件的第二端与所述坐封套远离油气井井底的端部相抵接。4.根据权利要求3所述的单向密封结构，其特征在于，所述密封本体包括与所述锥形孔的内侧相适配的圆锥形导向密封头以及与所述圆锥形导向密封头相连接的杆部；所述坐封弹性体套设在所述杆部上并与所述圆锥形导向密封头连接为一体。5.根据权利要求4所述的单向密封结构，其特征在于，在所述坐封弹性体朝向油气井井底的端面构造有渐扩口；所述坐封套包括套设在所述杆部上的环形体以及套设在所述杆部上并与所述环形体相连接的筒体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段风海，赵聪，李富平，张冠林，刘明，张金法，白园园，王晓强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：