密封组合结构的制作方法

本实用新型涉及一种井下工具的密封组合结构，特别涉及一种密封组合结构。

背景技术：

近年来,随着钻井深度的不断增加以及稠油热采技术的不断发展，对井下工具的密封要求也不断提高。特别是高温高压下密封性能的好坏直接关系工具的性能，进而影响到单井实际生产率。

目前常用的密封形式中，石墨密封耐高温、但不耐高压；聚四氟乙烯能耐一定高温，但蠕变性强，也不能长时间承高压。

因此，有必要提供一种能够在高温高压下具有良好动密封性能的组合密封机构，从而保证钻井工具在使用过程中具有较佳地可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在高温高压下具有良好动密封性能的密封组合结构。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种密封组合结构，用于设置在待密封的沟槽中，所述沟槽具有相对的第一密封面和第二密封面以及相对的第三密封面和第四密封面，所述密封组合结构包括：依次贴合的支撑环、密封圈、密封件、挡环，

所述支撑环具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面用于和所述沟槽的第三密封面相配合；所述第二端面上设置有用于和所述密封圈相配合的第一凹槽；

所述密封件具有相对的第三端面和第四端面，所述第三端面上设置有用于和所述密封圈相配合的第二凹槽；

所述挡环具有相对的第五端面和第六端面，所述第五端面用于和所述密封件的第四端面相配合；

所述密封件的宽度大于所述第一密封面至所述第二密封面的间距，所述密封件分别与所述第一密封面和第二密封面相接触。

在一个优选的实施方式中，所述待密封的沟槽的第三密封面压力大于所述第四密封面压力，所述密封件为唇形密封件，所述密封件的第二凹槽朝向所述第三密封面设置。

在一个优选的实施方式中，所述支撑环具有第一环形本体，所述第一环形本体在径向上的单侧宽度等于所述第一密封面至所述第二密封面的间距。

在一个优选的实施方式中，所述第一凹槽为圆弧形凹槽，所述第一凹槽的内径等于所述密封圈的直径；所述第二凹槽为圆弧形凹槽，所述第二凹槽的内径等于所述密封圈的直径，所述第一凹槽与所述第二凹槽相配合形成所述密封圈的限位机构。

在一个优选的实施方式中，所述第一环状本体上设置有斜槽口。

在一个优选的实施方式中，所述挡环具有第二环形本体，所述第二环形本体在径向上单侧的宽度等于所述第一密封面至所述第二密封面的间距。

在一个优选的实施方式中，所述第二环状本体上设置有斜槽口。

在一个优选的实施方式中，所述沟槽的长度大于所述密封组合结构的整体长度。

在一个优选的实施方式中，所述密封圈、所述密封件、所述支撑环、所述挡环的硬度依次递增。

在一个优选的实施方式中，所述支撑环的材料为聚四氟乙烯，所述密封件的材料为氢化丁腈橡胶，所述挡环的材料为聚醚醚酮。

本实用新型的特点和优点是：本申请实施方式中提供的中密封组合结构可以包括：支撑环、密封圈、密封件、挡环，并且所述支撑环、密封圈、密封件、挡环依次贴合，紧密连接，四者相配合，能够承受较大的高压，即在高压环境下，该密封组合结构也能对沟槽形成稳定的动密封。此外，通过对挡环、密封件、支撑环的材料进行优选后，使得该密封组合结构能够承受的温度至少为150摄氏度。实验证明该密封组合结构可以在压力15000psi，温度150℃的环境下保持可靠地密封。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种密封组合结构的结构示意图；

图2是本申请实施方式中一种密封组合结构的爆炸图；

图3是本申请实施方式中一种密封组合结构中支撑环的结构示意图；

图4是本申请实施方式中一种密封组合结构中密封件的结构示意图；

图5是本申请实施方式中一种密封组合结构中挡环的结构示意图。

附图标记说明：

1-支撑环；10-第一凹槽；11-第一端面；12-第二端面；2-密封圈；3-密封件；30-第二凹槽；31-第三端面；32-第四端面；4-挡环；41-第五端面；42-第六端面；5-斜槽口；8-沟槽；81-第一密封面；82-第二密封面；83-第三密封面；84-第四密封面。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种在高温高压下具有良好动密封性能的密封组合结构。

请参阅图1至图2，本申请实施方式中提供的一种在高温高压下具有良好动密封性能的密封组合结构。该密封组合结构用于设置在待密封的沟槽8中，该密封组合结构可以包括：依次贴合的支撑环1、密封圈2、密封件3、挡环4。所述支撑环1具有相对的第一端面11和第二端面12，所述第一端面11用于和所述沟槽8的第三密封面83相配合；所述第二端面12上设置有用于和所述密封圈2相配合的第一凹槽10。所述密封件3具有相对的第三端面31和第四端面32，所述第三端面31上设置有用于和所述密封圈2相配合的第二凹槽30。所述挡环4具有相对的第五端面41和第六端面42，所述第五端面41用于和所述密封件3的第四端面32相配合。所述密封件3的宽度大于所述第一密封面81至所述第二密封面82的间距，所述密封件3分别与所述第一密封面81和第二密封面82相接触。

具体的，该待密封的沟槽8具有第一密封面81和第二密封面82以及相对的第三密封面83和第四密封面84。该第一密封面81和第二密封面82以及相对的第三密封面83和第四密封面84围设成待密封的空腔。当该密封件3的宽度大于所述第一密封面81至所述第二密封面82的间距，所述密封件3分别与所述第一密封面81和第二密封面82相接触时，能实现密封。

整体上，该密封组合结构可以包括：支撑环1、密封圈2、密封件3、挡环4，并且所述支撑环1、密封圈2、密封件3、挡环4依次贴合，紧密连接，四者相配合，能够承受较大的高压，即在高压环境下，该密封组合结构也能对沟槽8形成稳定的动密封。

进一步的，在对挡环4、密封件3、支撑环1的材料进行优选后，使得该密封组合结构能够承受的温度至少为150摄氏度以上。具体的，所述支撑环1的材料可以为聚四氟乙烯，所述密封件3的材料可以为氢化丁腈橡胶，所述挡环4的材料可以为聚醚醚酮。当然，上述挡环4、密封件3、支撑环1的材料并不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请的技术精髓启示下，还可能做出其他的变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。

通过对上述密封组合结构组成、结构、形状的改进配合材料的优选，实验证明该密封组合结构可以在压力15000psi(Pounds per square inch)，1psi＝6.895kPa，温度150℃的环境下保持可靠地密封。

在一个实施方式中，所述密封圈2、所述密封件3、所述支撑环1、所述挡环4的硬度依次递增。

挡环4的硬度需要足够高以抵抗整个密封组合结构被挤出沟槽8；支撑环1需要在高温下仍能保持结构不变形；密封件3用于同时紧密贴合沟槽8的第一密封面81、第二密封面82的关键部件，必须具有足够的弹性，硬度较低；密封圈2，具体为O型圈用于设置在该密封件3和支撑环1之间，必须具有足够的弹性，其硬度与所述密封件3的相同或略低与该密封件3的硬度。

下面结合具体的附图，详细说明该密封组合结构中的各个组成部分。

请结合参阅图3，其中，所述支撑环1具有第一环形本体，所述第一环形本体在径向上的单侧宽度等于所述第一密封面81至所述第二密封面82的间距。所述支撑环1具有相对的第一端面11和第二端面12，所述第一端面11用于和所述沟槽8的第三密封面83相配合；所述第二端面12上设置有用于和所述密封圈2相配合的第一凹槽10。具体的，所述第一凹槽10为圆弧形凹槽，所述第一凹槽10的内径等于所述密封圈2的直径。其中，所述支撑环1在所述第二端面12上可以形成有环状的凸起部，所述第一凹槽10可设置在该凸起部上。此外，为了提高安装的便捷性，该第一环状本体上设置有斜槽口5。

请结合参阅图4，所述待密封的沟槽8的第三密封面83压力大于所述第四密封面84压力。所述密封件3为唇形密封件3，所述密封件3的第二凹槽30朝向所述第三密封面83设置。所述密封件3具有相对的第三端面31和第四端面32，所述第三端面31上设置有用于和所述密封圈2相配合的第二凹槽30。所述第二凹槽30为圆弧形凹槽，所述第二凹槽30的内径等于所述密封圈2的直径，所述第一凹槽10与所述第二凹槽30相配合形成所述密封圈2的限位机构。在本实施方式中，所述唇形密封件3与密封圈2相配合形成用于密封待密封的沟槽8关键组件。

请结合参阅图5，挡环4具有第二环形本体，所述挡环4具有相对的第五端面41和第六端面42。所述第五端面41用于和所述密封件3的第四端面32相配合。所述第二环形本体在径向上单侧的宽度等于所述第一密封面81至所述第二密封面82的间距。为了提高安装的便捷性，所述第二环状本体上设置有斜槽口5。

在一个实施方式中，所述沟槽8的长度大于所述密封组合结构的整体长度，以抵消该密封组合结构在高温作用下的膨胀现象。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。