[发明专利]分段密封环及其支承件

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及阀和井口设备，且更特定而言，涉及用于在阀或井口设备内保持密封装置的内锁定装置。

背景技术

通常，在油气工业中使用的、被设计用于正常操作和用于高压和高温的设备需要密封。随着在油气工业中开发新密封件来应对更高的压力和更高的温度，这些密封件的应用可导致该设备的总体设计问题。通常，加工内凹槽，从而允许组装诸如O形环的软密封材料。但是当安装更坚韧更坚固的密封件时，通常需要更多空间以将这些部件锁定在一起。可能导致的设备的大小和组装能带来密封件设计方面的挑战。

在某些类型的设备中，诸如阀、井口、水下采油树、油管管段(spool)或生产转接器(adapter)基座，可能由于大小约束和荷载容量而存在与径向密封件的组装条件有关的问题。在阀帽中或者在井口中，例如，第一密封件可安装于盘根压盖(gland)或井口外壳内。通常也可安装第二密封件或备份密封件，其单独于下方的第一密封件。为了保持密封件分开，锁定装置安装于阀帽内以保持第一密封件就位，同时提供肩部或边沿用于第二密封件或备用密封件坐放。通常使用渐进钻进系统来对帽或井口的内部进行加工，因为这对于柔软材料效果很好。因此，锁定装置维持第一密封件就位且向第二密封件提供其坐放于其上的肩部。

然而，在上述设计中，单独的部件通常螺纹连接在一起以形成密封凹槽且允许安装该锁定装置。这可导致在密封系统中的二次泄漏路径。为了试图避免二次泄漏路径，密封系统通常被设计成具有更大的孔和大小。但是在不引入允许安装的额外泄漏路径的情况下维持下密封件和上密封件的相同大小较为困难。在某些油气应用中，这种二次泄漏路径可为问题，特别是当密封生产流体和气体时。更大的孔导致更大和更重的设备，这也更昂贵。

存在对于一种经由改进的锁定装置来最小化设备的孔大小的技术的需要。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种密封锁定组件包括：分段管或环和锁定环或衬套，其允许容纳特定大小设备所需或者当密封件的机械性质成问题时所需的密封件的密封凹槽设计。

在本发明的一个实施例中，分段的管状、圆形环或管具有螺纹内径且以径向或相反角度切割被分段，这些切割可在相邻分段之间交替以允许在外壳或转接器的内径中加工的圆形或周向凹槽中组装这些分段中的每一个。外壳内径小于从分段的管在径向向外突出的外部L形部分的外径。分段的管的突起对应于在外壳中加工的凹槽。在分段中的每一个置于外壳的内周向凹槽内之后，它们依靠锁定环锁定就位，锁定环带有匹配分段管的内螺纹的外螺纹。备选地，可通过滑动界面来实现锁定。为了防止锁定环退出，可安装固定螺钉，其横穿锁定环、分段管且到外壳内。

组装的锁定环连同分段管可将下内密封件保持就位且还形成到上径向或圆形密封件的内台阶或肩部。肩部提供充分支承用于将密封件组装于位于外壳内径处的凹槽中。肩部还提供抵靠诸如杆的装置的密封，诸如杆的装置可滑动地接合外壳和该锁定环的内径。

本发明可用于其中存在圆形外壳且需要将密封件锁定就位或者提供锁定特征的多种类型的设备中。例如，锁定组件可用于相对于外壳具有周向移动和/或对密封件设计具有大小约束的轴或杆上。本发明可应用于水下和海面阀和促动器、水下井口工具的径向密封件，或者需要凹槽来组装径向密封件或类似装置且不允许或不需要二次泄漏路径的任何类型的设备。

本发明的另一技术优点为其允许设计内锁定机构用于具有大小约束的应用，其可导致设备减小的大小和重量。例如，本发明允许使用具有更小截面的径向密封件或者具有硬材料设计的径向密封件，其中该设备的径向大小是所关心的问题。更小且更轻的设备可能会导致设备的总成本减小。另外，本发明可改进诸如水下采油树、油管管段或生产转接器基座这样的其它系统的设计，其中大小和重量受到该设备的安装和操作条件的限制。

附图说明

图1示出了根据本发明位于外构件和内构件内的密封组件的实施例的局部截面图；

图2示出了根据本发明的图1的密封锁定组件的局部截面图；

图3示出了根据本发明的密封锁定组件的实施例的局部截面图；

图4示出了根据本发明的图3的锁定组件的局部分解透视图；

图5示出了根据本发明在图4的实施例中示出的分段管的顶视图。

具体实施方式