Уплотнительное устройство Советский патент 1982 года по МПК F16J15/00 

(54) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в нефтяной промышленности, в частности, для уплотнения термоизолированной колонны. Известно уплотнительное устройство, применяемое в гидроагрегатах и представляюшее собой обычное разрезное металлическое поршневое кольцо прямоугольного сечения со стыковым замком различной конфигурации, помешенное в канавку, выполненную на поверхности поршня 1. Однако из-за наличия разрезного стыка, а также неточности изготовления сопрягаемых деталей данные уплотнительные устройства не обеспечивают надежной герметизации, что не позволяет использовать их в качестве уплотнительных элементов для герметизации термоизолированных колонн. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уплотнительное устройство, содержашее нажимной элемент, установочные и уплотнительные кольца, расположенные попарно, .образуя,камеру, заполняемую материалом под давлением 2. Основным недостатком известного устройства является ненадежн ая герметизация при знакопеременных нагрузках и особенно при высоких температурах. При периодическом возвратно-поступательное перемешении уплотняемых поверхностей и их радиальных перемещениях за счет температурного расширения, а также влияния температуры на материал манжетных колец происходит быстрое разрушение уплотнительных элементов и нарушение герметизации. Цель изобретения - обеспечение надежности герметизации в условиях значительных температур и давлений. Указанная цель достигается тем, что, уплотнительные кольца снабжены прижимным опорным элементом, выполненным из двух полуколец с направленными навстречу друг другу наклонными губками, контактируюш,ими с уплотняюшими поверхностями и армированным эластичным кольцом между ними, при этом прижимное опорное кольцо выполнено из упругодеформируемого материала и установлено с гарантированным натягом между уплотняемыми поверхностями в пределах 0,1 -1,0 мм. На чертеже изображено предлагаемое уплотнительное устройство, разрез (примениельно к термоизолированной колонне для агнетания теплоносителя в пласт).

Уплотнительное устройство расположено ежду внутренней трубой 1 с муфтой 2 и аружной трубой 3, являющимися уплотняеыми поверхностями, и содержит зажимную гайку 4, пружины 5 и 6 и герметизирующие элементы. Герметизирующий элемент включает установочные кольца 7 и 8, плотнительные кольца 9 и 10, прижимное порное кольцо И, армированное эластичным кольцом 12, причем прижимное опорное кольцо 11 выполнено из двух полуколец с направленными навстречу друг к другу наклонными губками, расположенными со стороны уплотняемых поверхностей 2 и 3. Прижимное опорноекольцо 11 выполнено из упругодеформируемого материала и с гарантированным натягом между уплотняемыми поверхностями в пределах 0,1 -1,0 мм и может быть изготовлено, например, из стали 1Х18Н9Т. Эластичное кольцо 12 изготовлено, например, из фторпласта. Герметизирующий элемент собирают в виде пакета, причем элементы располагают между уплотняемыми поверхностями 2 и 3 попарно, образуя камеру 13, заполненную высокопластиным материалом, например, силиконовым маслом находящимся под давлением внешней среды с возможностью взаимодействия последнего с уплотнительными 9 и 10 и опорными 11 кольцами.

Устройство работает следующим образом.

Собранные пакеты герметизирующих элементов поочередно помещают в гнездо между уплотняемыми поверхностями, например, .между наружной трубой 3 и муфтой 2. Затем камеру 13, образованную герметизирующими элементами, заполняют высокопластичным материалом, например, через отверстие в наружной трубе 3, перекрываемое затем пробкой, после чего создают поджим уплотнительного устройства к уплотняемым поверхностям при помощи зажимной гайки 4 через пружины 5 и 6, с целью созДания необходимого расчетного давления в камере 13.

Термоизолированные секции колонны могут быть изготовлены в заводских условиях и спускаются -в скважину, как обычные насосно-компрессорные трубы.

При нагнетании теплоносителя в пласт через термоизолированную колонну ее внутренняя труба I за счет нагрева увеличивается в размерах в осевом и радиальном направлениях. При этом герметизирующие элементы и высокопластичный материал, находящийся в камере 13, скользит по наружной поверхности муфты 2, сохраняя герметизацию термоизолированной колонны.

Конструктивное исполнение предлагаемого устройства, а также выполнение прижимного опорного кольца из упругодеформируемого материала и с гарант11рованным натягом между уплотняемыми поверхностями позволяет при различных условиях работы, а также температурных деформациях

внутренних и наружных труб сохранять постоянный контакт между уплотняемыми и уплотняющими поверхностями, не увеличивая внутреннего напряжения в конструкции колонны, при этом исключается возможный технологический зазор между уплотняемыми и уплотняющими поверхностями, что способствует улучщению условий pa6ojbi уплотнительного устройства.

Технико-экономическая эффективность использования предлагаемого устройства состоит в повыщении надежности его герметизации.

Формула изобретения

из упругодеформируемого материала и установлено с- гарантированным натягом между уплотняемыми поверхностями в пределах 0,1-1,0 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 351110, кл. F 16 J 15/50, 1969 (прототип).