一种高温高压封隔器金属密封机构的制作方法

本发明涉及油田采油工程，具体说是一种高温高压封隔器金属密封机构。

背景技术：

1、随着深层致密气、干热岩等新能源以及低熟页岩油转化等最新技术的不断发展应用，需要在井下下入封隔器对储层进行封隔，由于井下工况非常复杂，温度达300℃以上，压力达到100mpa以上，但传统的压裂完井封隔器橡胶密封胶筒耐温指标最高仅能达到200℃左右，压裂工具橡胶密封材料在超高温（300℃）条件下，存在老化、碳化现象，导致密封性能下降。新型聚四氟胶筒理论上可耐温350℃，但由于压裂注入液体导致温差变化大，胶筒硬度随之变化，密封能力显著下降，无法满足温度频繁变化的工况条件。因此封隔器密封机构成为了制约工具指标提升的关键，随着新型金属材料和加工工艺的不断进步，采用金属密封件代替常规封隔器橡胶胶筒成为可能。

技术实现思路

1、为了克服现有的封隔器密封胶筒不耐高温高压而降低封隔器密封能力的问题，本发明提供一种高温高压封隔器金属密封机构，该高温高压封隔器金属密封机构提高了高温高压条件下封隔器密封的可靠性，满足深层致密气、干热岩等新能源以及低熟页岩油转化等新技术的使用要求。

2、本发明的技术方案是：一种高温高压封隔器金属密封机构，包括中心管，所述中心管外部由上至下依次设有上锥体、金属密封件、下锥体，所述金属密封件中部内壁与中心管接触，上下两端位于上锥体和下锥体外部。

3、所述金属密封件中部设有主密封环，主密封环中部为向外凸出的弧形，上下两端为与中心管接触的平面。

4、所述主密封环上下两端连接相对称的副密封环，主密封环与副密封环相连之处的内壁为与中心管接触的平面，外壁开有弧形的应力槽。

5、所述副密封环内表面为锥形，其中上端的副密封环与上锥体外表面配合，下端的副密封环与下锥体外表面配合。

6、所述副密封环包括第一密封环、第二密封环和第三密封环，三个密封环内壁连接为一体，相邻两个密封环外表面之间开有周向的弧形槽。

7、所述金属密封件外表面设有软金属涂层。

8、本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，采用金属密封件代替常规的胶筒，金属密封件中部的主密封环及两端的副密封环形成若干道密封，并且随着两端压力的增大，主密封的径向变形逐渐增大，与套管接触力逐渐增大，使密封可靠。两端的副密封环分别设有三道密封环，增加了密封性，在较小的力作用下可以产生大的变形，更好的接触套管内壁；同时，副密封环可以起到缓冲作用，保护主密封环不会受到损坏，也在一定程度上降低与腐蚀介质的接触，提高耐腐蚀性能，保证主密封环的长期密封可靠性。该密封机构经过测试，可以耐300℃、100mpa的高温高压环境，提高高温高压条件下工具的可靠性，满足深层致密气、干热岩等新能源以及低熟页岩油转化等新技术使用要求。

技术特征：

1.一种高温高压封隔器金属密封机构，包括中心管（4），其特征在于：所述中心管（4）外部由上至下依次设有上锥体（1）、金属密封件（2）、下锥体（3），所述金属密封件（2）中部内壁与中心管（4）接触，上下两端位于上锥体（1）和下锥体（3）外部。

2.根据权利要求1所述的高温高压封隔器金属密封机构，其特征在于：所述金属密封件（2）中部设有主密封环（25），主密封环（25）中部为向外凸出的弧形，上下两端为与中心管接触的平面。

3.根据权利要求2所述的高温高压封隔器金属密封机构，其特征在于：所述主密封环（25）上下两端连接相对称的副密封环，主密封环（25）与副密封环相连之处的内壁为与中心管（4）接触的平面，外壁开有弧形的应力槽（24）。

4.根据权利要求3所述的高温高压封隔器金属密封机构，其特征在于：所述副密封环内表面为锥形，其中上端的副密封环与上锥体（1）外表面配合，下端的副密封环与下锥体（3）外表面配合。

5.根据权利要求4所述的高温高压封隔器金属密封机构，其特征在于：所述副密封环包括第一密封环（21）、第二密封环（22）和第三密封环（23），三个密封环内壁连接为一体，相邻两个密封环外表面之间开有周向的弧形槽。

6.根据权利要求1所述的高温高压封隔器金属密封机构，其特征在于：所述金属密封件（2）材料采用合金钢，外表面设有软金属涂层。

技术总结一种高温高压封隔器金属密封机构。主要解决现有的封隔器密封胶筒不耐高温高压而降低封隔器密封能力的问题。其特征在于：所述中心管（4）外部由上至下依次设有上锥体（1）、金属密封件（2）、下锥体（3），所述金属密封件（2）中部内壁与中心管（4）接触，上下两端位于上锥体（1）和下锥体（3）外部。该高温高压封隔器金属密封机构提高了高温高压条件下封隔器密封的可靠性，满足深层致密气、干热岩等新能源以及低熟页岩油转化等新技术的使用要求。技术研发人员：许永权,蔡萌,李俊亮,赵一泽,杨志鹏,程靖,邢俊杰,张影受保护的技术使用者：大庆油田有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12