【技術實現步驟摘要】
本技術涉及油氣田開發(fā)井下作業(yè)裝備領域，具體涉及一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構。
技術介紹
1、本節(jié)中的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。
2、油氣井帶壓作業(yè)技術伴隨石油工業(yè)的發(fā)展而生，國內早期也對帶壓作業(yè)機進行過一些探索，但都因各種因素制約沒有形成完整配套的技術，特別是受裝備制約，僅依耐井控裝備組合開展了一些被迫的(控制井噴、或修井等)不壓井作業(yè)工作，也就是現在統(tǒng)稱的帶壓作業(yè)工作。美國、加拿大等國石油工業(yè)體系較為完善，形成了較為成熟配套的作業(yè)設備，中國石油在本世紀初引進了2套成套的輔助帶壓作業(yè)機。在四川氣田逐步開展了帶壓作業(yè)工作，經過近二十幾年的消化吸收，技術日趨成熟，已制定了作業(yè)標準，開發(fā)出了各種成套帶壓作業(yè)機。但隨著作業(yè)規(guī)模加大，作業(yè)機和作業(yè)技術的核心部件不斷暴露其短板，作業(yè)風險難以控制，就作業(yè)壓力而言，絕大部分作業(yè)都是在壓力下線區(qū)間，僅七分之一左右，關鍵部件還靠引進，成本也難以控制。結果表明，設備的關鍵部件還需要進一步開發(fā)。
3、應用表明，作業(yè)機前密封在作業(yè)過程中已成為消耗件，通常作業(yè)中途就必須更換。在井下復雜工況下，異常磨損、密封失效等不僅增加了作業(yè)風險，而且增加了作業(yè)強度和操作成本，是急需解決的關鍵部件。
4、在帶壓作業(yè)井口壓力控制機理上，工作防噴器主要靠兩組半封閘板交替密封控制環(huán)控壓力，由液缸總成和閘板總成構成，前密封裝密封膠芯前端，在液缸推力p0作用下，前密封i、ii緊緊抱住管柱，兩對矩形密封面a-a＇、b-b＇和前密封c-c＇環(huán)形與管柱外表
5、帶壓作業(yè)時，環(huán)空壓力控制閘板是在管柱運動下實現開關功能的，且動作頻繁，是動密封。這與通常用于井控的防噴器不同，常規(guī)井控防噴器是在管柱靜態(tài)實現開關功能的。因此帶壓作業(yè)工作閘板在密封膠芯前端加裝了耐磨的密封墊，通稱為前密封，這就成了“關鍵”的工作部件。目前使用情況看，因國內作業(yè)條件較國外復雜，如作業(yè)管柱加工表面粗糙度，圓度、直度要求不高或沒有要求，作業(yè)時管柱表面也不進行處理，起下過程管柱顫動、偏磨等等，都直接影響作業(yè)機控壓閘板前密封使用壽命和密封度，一旦失效，將給作業(yè)帶來強制停工，甚至帶來潛在安全風險。
6、從圖2可知，當關閉閘板時，液缸推力沿徑向推動閘板總成合攏，產生閉合力緊緊抱住管柱實現密封。推力越大，密封效果越好，但是給管柱運動的摩擦就越大，就更容易磨損前密封。加之，在前密封圓弧設計上采用圓形或u形設計。圓形設計未考慮液缸水平面垂直于軸向上的閉合力。u形設計雖然考慮了壓縮前密封產生測向閉合力的，但與管柱外圓弧表面不匹配，容易磨損。密封面厚度與密封本體厚度一致，與管柱形成的密封面積和強度有限等等，這些都是產生泄漏的原因之一；并且這些結構的前密封，a-a＇、b-b＇端面在管柱摩擦力作用下，容易導致a與a＇、b與b＇追隨性變差，產生間隙失去密封功能；再有，國內外均采用同一非金屬材料，如高分子聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龍、聚丙烯等等制造耐磨塊，選材不分壓力等級，高低壓都是一種材料，不滿足在不同工況下的受力、摩擦系數、潤滑、發(fā)熱等技術要求。
技術實現思路
1、本技術的目的在于：針對現有技術中存在的問題，提供了一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，在原設計前密封密封面積小，規(guī)格型號單一，強度小等結構缺陷上進行了改進，設計了系列新型的前密封結構。卯榫結構增加了第一、第二前密封相互咬合強度，密封端面凸出設計增加了密封有效面積，解決了上述問題。
2、本技術的技術方案如下：
3、一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，包括：第一前密封和第二前密封，所述第一前密封和第二前密封通過公頭與母頭配合，形成互鎖結構。
4、進一步地，所述第一前密封，包括：a密封面、b密封面、c密封面；
5、所述第二前密封，包括：a＇密封面、b＇密封面、c＇密封面；
6、所述c密封面和c＇密封面均呈弧形；
7、所述第一前密封和第二前密封互鎖后，a密封面與a＇密封面接觸、b密封面與b＇密封面接觸、c密封面和c＇密封面與管柱外表面接觸，共形成三處密封。
8、進一步地，所述公頭為榫槽，所述母頭為榫頭。
9、進一步地，所述a密封面和b密封面均設置有榫槽，所述a＇密封面和b＇密封面均設置有榫頭。
10、進一步地，所述a密封面和b密封面的榫槽呈貫穿式，所述a＇密封面和b＇密封面的榫頭的尺寸與對應的榫槽尺寸進行適配。
11、進一步地，所述a密封面或b密封面的榫槽呈貫穿式，所述a＇密封面和b＇密封面的榫頭的尺寸與對應的榫槽尺寸進行適配。
12、進一步地，所述a密封面和b密封面的榫槽呈半貫穿式，所述a＇密封面和b＇密封面的榫頭的尺寸與對應的榫槽尺寸進行適配。
13、進一步地，所述a密封面或b密封面的榫槽呈半貫穿式，所述a＇密封面和b＇密封面的榫頭的尺寸與對應的榫槽尺寸進行適配。
14、進一步地，所述a密封面、b密封面、c密封面、a＇密封面、b＇密封面、c＇密封面均進行加寬處理。
15、進一步地，所述第一前密封和第二前密封互鎖后，c密封面和c＇密封面圍成的形狀呈橢圓狀。
16、與現有的技術相比本技術的有益效果是：
17、1.一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，基于密封原理和卯榫結構，在原設計前密封密封面積小，規(guī)格型號單一，強度小等結構缺陷上進行了改進，設計了系列新型的前密封結構，并提出了根據管柱運動方向和環(huán)空壓力不同使用不同規(guī)格大小的前密，增強了密封性能、延長了使用壽命。
18、2、一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，根據材料的壓縮性能，不同壓力下的壓縮量不同，采用橢圓周長壓縮變形后等于密封管柱外徑的設計方法確定前密封長軸和短軸半徑。設計長軸與液缸推力方向一致，前密封在長軸方向未壓縮狀態(tài)下與被密封件——管柱是間隙配合，當關閉時，閘板總成沿長軸壓縮前密封，并緊貼被密封件——管柱，產生是過盈配合，閉合力隨液缸推力大小而變化，沿短軸相反方向撐開前密封，通過材料本身的彈性形變形成成對管柱密封的閉合力，解決了側面預應力不夠的問題。
19、3、一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，為提高a密封面與a＇密封面、b密封面與b＇密封面的追隨性，將原平面密封端部設計成凹凸結構(不限此卯榫結構)，形成互鎖結構，互相咬合，加強了密封面在管柱摩擦拉力作用下也能有足夠強度保持完整，從而解決了端面因管柱摩擦力引起的密封面分離失效的缺陷。
20、4、一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，在a密封面、a＇密封面、b密封面、b＇密封面、c密封面、c＇密封面設計了唇邊，增加了封密封面積，增強氣密封性能，同時也增加了密封面強度。
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1.一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，包括：第一前密封(1)和第二前密封(2)，所述第一前密封(1)和第二前密封(2)采取橢圓設計環(huán)形密封面，通過公頭與母頭配合，形成互鎖結構。
2.根據權利要求1所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述第一前密封(1)，包括：A密封面(3)、B密封面(4)、C密封面(5)；
3.根據權利要求2所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述公頭為榫槽(9)，所述母頭為榫頭(10)。
4.根據權利要求3所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述A密封面(3)和B密封面(4)均設置有榫槽(9)，所述A＇密封面(6)和B＇密封面(7)均設置有榫頭(10)。
5.根據權利要求4所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述A密封面(3)和B密封面(4)的榫槽(9)呈貫穿式，所述A＇密封面(6)和B＇密封面(7)的榫頭(10)的尺寸與對應的榫槽(9)尺寸進行適配。
6.根據權利要
7.根據權利要求4所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述A密封面(3)和B密封面(4)的榫槽(9)呈半貫穿式，所述A＇密封面(6)和B＇密封面(7)的榫頭(10)的尺寸與對應的榫槽(9)尺寸進行適配。
8.根據權利要求4所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述A密封面(3)或B密封面(4)的榫槽(9)呈半貫穿式，所述A＇密封面(6)和B＇密封面(7)的榫頭(10)的尺寸與對應的榫槽(9)尺寸進行適配。
9.根據權利要求4-8任一項所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述A密封面(3)、B密封面(4)、C密封面(5)、A＇密封面(6)、B＇密封面(7)、C＇密封面(8)均進行加寬加強處理。
10.根據權利要求1所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述第一前密封(1)和第二前密封(2)互鎖后，在液缸推力作用下，C密封面(5)和C＇密封面(8)圍成的形狀呈圓狀，與所密封的管柱外形尺寸一致，密封面周向預緊力大小相等。
...【技術特征摘要】
1.一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，包括：第一前密封(1)和第二前密封(2)，所述第一前密封(1)和第二前密封(2)采取橢圓設計環(huán)形密封面，通過公頭與母頭配合，形成互鎖結構。
2.根據權利要求1所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述第一前密封(1)，包括：a密封面(3)、b密封面(4)、c密封面(5)；
3.根據權利要求2所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述公頭為榫槽(9)，所述母頭為榫頭(10)。
4.根據權利要求3所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述a密封面(3)和b密封面(4)均設置有榫槽(9)，所述a＇密封面(6)和b＇密封面(7)均設置有榫頭(10)。
5.根據權利要求4所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述a密封面(3)和b密封面(4)的榫槽(9)呈貫穿式，所述a＇密封面(6)和b＇密封面(7)的榫頭(10)的尺寸與對應的榫槽(9)尺寸進行適配。
6.根據權利要求4所述的一種新型帶壓作業(yè)機工作閘板卯榫結構前密封結構，其特征在于，所述a密封面(3)或b密封面(4)...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉紅霞，馬梓瀚，呂勁鋒，蔡立平，
申請(專利權)人：四川康特斯能源技術有限公司，
類型：新型
國別省市：
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