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1、10申请公布号CN102505927A43申请公布日20120620CN102505927ACN102505927A21申请号201110425018222申请日20111216E21B33/12200601B21D39/00200601B21D22/0020060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号72发明人关仲杨冬梅何传兴张洪宝魏凯刘祖合杨忠德于雷顾辉林丽娜74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人汤在彦54发明名称金属包裹式高温密封结构及其制作方法57摘要本发明公开了一种金属包裹式高温密封结构及其制作方法，所述金属包裹式高温。
2、密封结构由至少两个金属包裹式保护结构及设置于所述金属包裹式保护结构之间的密封件叠合构成，所述金属包裹式保护结构包括金属包裹层及内部填充环；所述金属包裹层形成金属碗状套环，该金属碗状套环具有向内的开口，该金属包裹层包裹所述内部填充环，所述金属包裹式保护结构能够防止所述密封件两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图6页1/2页21一种金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹式高温密封结构由至少两个金属包裹式保护结构及设置于所述金属包裹式保护结构之间的密封件叠合构成，所述金属包裹式。
3、保护结构包括金属包裹层及内部填充环；所述金属包裹层形成金属碗状套环，该金属碗状套环具有向内的开口，该金属包裹层包裹所述内部填充环，所述金属包裹式保护结构能够防止所述密封件两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷。2如权利要求1所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹层为紫铜金属包裹层，所述内部填充环为密封件或镍丝环，所述镍丝环为经由镍丝编织而成的镍丝网压制而成。3如权利要求1所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述密封件为碳纤维镍丝复合型密封件或石墨密封件。4如权利要求2所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹层的厚度大于等于03MM且小于等于1MM。5如权利要求4所述的。
4、金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹层厚度为06MM或08MM。6如权利要求1至5任意一项所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹式高温密封结构包括中部叠合八个所述密封件及两端分别叠合有两个所述金属包裹式保护结构组成。7如权利要求6所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，所述金属包裹式高温密封结构中间还设有一中间填充环，由内向外依次设置于该中间填充环两侧的所述密封件及金属包裹式保护结构以该中间填充环对称设置，该中间填充环为沿径向由外向内逐渐向两侧突出的结构，其能够与设置于其两侧的所述密封件内表面贴合设置。8如权利要求1所述的金属包裹式高温密封结构，其特征在于，该金属。
5、包裹式高温密封结构耐高温350，耐压17MPA。9一种金属包裹式高温密封结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括选定具有延展性及柔韧性的金属板，并将所述金属板经由落料模具制成圆形的金属板毛坯；将所述圆形的金属板毛坯经由拉伸延展模具进行拉伸和延展成金属碗；将所述金属碗经由冲底模具冲底成型，使其形成底部为上下贯通的金属碗状套环；将加工成型的所述金属碗状套环作为金属包裹层而对一碗状环形内部填充环进行扣边包裹，形成金属包裹式保护结构；将至少两个所述金属包裹式保护结构叠合于至少一个密封件两侧，以构成所述金属包裹式高温密封结构。10如权利要求9所述制作方法，其特征在于，所述金属包裹层为紫铜金属包裹层，。
6、所述密封件为碳纤维镍丝复合型密封件。11如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述金属包裹层的厚度大于或等于03MM，且小于或等于1MM。12如权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述金属包裹层的厚度为06MM或08MM。13如权利要求9至12任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括权利要求书CN102505927A2/2页3将镍丝编织成网状的镍丝网，并将所述镍丝网通过磨具压制成碗状的镍丝环作为内部填充环。14如权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述金属包裹式高温密封结构包括八个所述密封件及四个所述金属包裹式保护结构，八个所述密封件的最外侧分别设有两个所述金属包裹式。
7、保护结构。15如权利要求14所述的制作方法，其特征在于，该制作方法还包括将一中间填充环设置于所述金属包裹式高温密封结构中间位置，该中间填充环两侧由内向外依次重叠有多个密封件及金属包裹式保护结构，所述密封件及金属包裹式保护结构以所述中间填充环对称设置，该中间填充环为沿径向由外向内逐渐向两侧突出的结构，其能够与两侧的所述碗状密封件紧密贴合。权利要求书CN102505927A1/5页4金属包裹式高温密封结构及其制作方法技术领域0001本发明涉及一种密封结构，尤其是涉及一种能够有效防止所述密封件两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷的金属包裹式高温密封结构及其制作方法。背景技术0002由于蒸汽驱封隔器，在现场使。
8、用过程中，密封件与井壁死油摩擦而损坏及注汽过程中管柱蠕动，造成密封件磨损和气体冲蚀，由于常规高温密封件外部无任何保护，在管柱下入井筒的过程中，密封件容易受到套管壁凝固超稠油的阻入与刮擦，从而影响其密封效果。随着注汽时间的增加，在长期高温高压的环境中，由于密封件内部支撑减弱、炭化严重等问题的出现，从而不能维持其持久可靠的密封性能；由于常规密封件的抗冲蚀性较差，不能满足长期注汽和间歇注汽的实际生产需要。发明内容0003本发明解决的技术问题是提供一种金属包裹式高温密封结构及其制作方法，能够防止密封件的两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷。0004本发明的技术解决方案是0005一种金属包裹式高温密封结构，其中。
9、，所述金属包裹式高温密封结构由至少两个金属包裹式保护结构及设置于所述金属包裹式保护结构之间的密封件叠合构成，所述金属包裹式保护结构包括金属包裹层及内部填充环；所述金属包裹层形成金属碗状套环，该金属碗状套环具有向内的开口，该金属包裹层包裹所述内部填充环，所述金属包裹式保护结构能够防止所述密封件两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷。0006一种金属包裹式高温密封结构的制作方法，其中，所述制作方法包括0007选定具有延展性及柔韧性的金属板，并将所述金属板经由落料模具制成圆形的金属板毛坯；0008将所述圆形的金属板毛坯经由拉伸延展模具进行拉伸和延展成金属碗；0009将所述金属碗经由冲底模具冲底成型，使其形成底。
10、部为上下贯通的金属碗状套环；0010将加工成型的所述金属碗状套环作为金属包裹层而对一碗状环形内部填充环进行扣边包裹，形成金属包裹式保护结构；0011将至少两个所述金属包裹式保护结构叠合于至少一个密封件两侧，以构成所述金属包裹式高温密封结构。0012由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点0013本发明的金属包裹式高温密封结构，采用金属包裹层对内部填充环或密封件进行保护，优选了紫铜金属包裹层，由于紫铜具有较好的延展性和柔韧性，因此在外表面采用紫铜金属包裹层，不仅可避免密封件在上、下井过程中不被刮坏，同时可起到耐磨防腐的作用，确保其在重复注汽的条件下仍具有可靠的密封性能。可避免汽驱封隔器密封件在坐。
11、封说明书CN102505927A2/5页5过程中的坐封吨位和注汽中后期出现密封件的损坏。0014本发明的金属包裹式高温密封结构，实现间歇注汽管柱多轮次注汽状态下的长期有效的密封。不仅实现了多轮次注汽状态下的长期有效的密封，也提高管柱的耐温、耐压能力及使用寿命。该管柱耐温350，耐压17MPA，管柱热损失降低510，实现多轮次重复密封的间歇注汽和长期注汽。附图说明0015图1为本发明的金属包裹式高温密封结构的立体示意图；0016图2为本发明的金属包裹式高温密封结构剖视示意图；0017图3为本发明的金属包裹式高温密封结构的金属包裹层俯视示意图；0018图4为图3中金属包裹层AA线剖面示意图；001。
12、9图5A为本发明配有镍丝环的金属包裹层的剖面示意图；0020图5B为本发明配有镍丝环的金属包裹层的剖面示意图；0021图6为密封件的剖面示意图；0022图7为本发明金属包裹式高温密封结构的制作方法的流程示意图。0023主要元件标号说明00241金属包裹层2镍丝环3密封件00254中间填充环D厚度具体实施方式0026本发明的一种金属包裹式高温密封结构，由至少两个金属包裹式保护结构及设置于所述金属包裹式保护结构之间的密封件叠合构成，所述金属包裹式保护结构包括金属包裹层及内部填充环；所述金属包裹层形成金属碗状套环，该金属碗状套环具有向内的开口，该金属包裹层包裹所述内部填充环，所述金属包裹式保护结构能。
13、够防止所述密封件两侧凸起，且耐摩擦及水流冲刷。0027为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。0028请参照图1至图4所示，为本发明的金属包裹式高温密封结构的立体示意图及剖面示意图。本发明的金属包裹式高温密封结构，由至少两个金属包裹式保护结构及设置于所述金属包裹式保护结构之间的密封件3叠合构成，较佳的情况下，两侧所设置的金属包裹式保护结构的数量相同，即该金属包裹式高温密封结构为一两端对称的结构。其中，金属包裹式保护结构包括金属包裹层1及内部填充环；所述金属包裹层1为由金属薄片制成，并形成金属碗状套环，该金属碗状套环具有向内的开口，即碗状的内部填充。
14、环内外表面上下表面及外周侧面均被金属包裹层1所包裹，其中心环孔的周壁侧为敞开设置。该金属包裹层1包裹所述内部填充环，借此，经由至少两个金属包裹式保护结构分别设置于密封件3的两侧，即所述金属包裹式保护结构置于该金属包裹式高温密封结构两端的最外侧，使本发明的金属包裹式高温密封结构能够在密封件3受到上、下两个方向的压力时，防止所述密封件3向两侧凸起，且其外周壁耐摩擦及水流冲刷。0029如图3至图6所示，本发明的金属包裹式高温密封结构，较佳的，所述金属包裹层说明书CN102505927A3/5页61为紫铜金属包裹层，由于紫铜具有较好的延展性及柔韧性，因此在内部填充环外表面采用紫铜金属包裹，不仅可以有效。
15、地避免该金属包裹式高温密封结构在上、下井的过程中被挂坏，同时也提高了耐磨防腐的作用，确保其在重复注气的条件下仍具有可靠的密封性能。所述内部填充环可以为密封件3或镍丝环2，优选为镍丝环2。较佳的，所述镍丝环2为经由镍丝编织而成的镍丝网压制而成，较佳的，可以采用直径为018MM的镍丝编织成网再压制成镍丝环；其具有耐高温、高压及耐磨的作用，能够更好的对内侧的密封件3起到加固和保护。0030另外，上述本发明的金属包裹式高温密封结构，其所采用的密封件3可以为碳纤维镍丝复合型密封件或石墨密封件，该密封件3包括金属包裹式高温密封结构中部的密封件3及金属包裹式保护结构内的内部填充环，这两种密封件均可采用材料相。
16、同或不同的密封件，根据具体需求配置。0031本发明的金属包裹式高温密封结构，其金属包裹层1不完全限定为紫铜金属制成，只要具有柔韧性和耐磨性的的金属均可；如图4所示，在较佳的实施方式中，前述金属包裹层1的厚度D大于等于03MM且小于等于1MM，在这个厚度范围内，金属包裹层1能够在包裹内部填充环时能够有效的降低出现内翻、断裂等不良现象出现的可能性，具有较高的保护和加固效果。0032更进一步的，本发明的金属包裹层1的厚度D较佳的为06MM或08MM，这两种厚度的金属包裹层1其工作效果更佳，优选厚度D为06MM的金属包裹层1。0033本发明的金属包裹式高温密封结构，较佳的，所述金属包裹式高温密封结构的。
17、中部叠合设置的八个所述密封件3，其两端分别叠合有两个所述金属包裹式保护结构。在具体实施使用中，将该金属包裹式高温密封结构套设于封隔器外中心管上，当封隔器进行封隔作业时，其两端的金属包裹式保护结构不仅能够起到密封的作用，而且还能够使中部叠置的密封件3与井壁贴合更紧密，起到更好的密封作用，防止密封件3因压力的作用而变形。0034更进一步的，如图2所示，在上述本发明较佳的实施方式中，该金属包裹式高温密封结构中除了八个密封件3及四个金属包裹式保护结构以外，所述金属包裹式高温密封结构中间位置还设有一中间填充环4，并且设置于该中间填充环4两侧的所述密封件3及金属包裹式保护结构为对称设置，该中间填充环4为沿。
18、径向由外向内逐渐扩大的两侧突出结构，其能够与两侧所述碗状的密封件3凹陷部配合。该中间填充环可以是整体环状结构或者是两个半环组合成的环状结构等。借此，本发明的金属包裹式高温密封结构形成了两端均为向外突出的对称结构，中间填充环4在中间位置能够有效的支撑两侧的密封件3，使其在使用过程中无需区分上端和下端，并且使本发明的金属包裹式高温密封结构具有更强的密封作用。0035在一般情况下，本发明的的金属包裹式高温密封结构，能够耐高温350，耐压17MPA。0036本发明的金属包裹式高温密封结构采用两端设置有金属包裹式保护结构的情况下，可以根据需要进行任意数量的组合，例如，两端只需要分别设置一个金属包裹式高温。
19、密封结构，或者内部只需要三个或其他数量的密封件3等等。而本发明的金属包裹式高温密封结构也可根据需要设置为上下两侧不对称的结构，即上端可以只设有一个金属包裹式保护结构而下端设有两个或以上的金属包裹式保护结构，上述的中间填充环4也可以根据需说明书CN102505927A4/5页7要设置于反向设置的任意两个密封件3之间，起承接作用等，并不以此为限。0037本发明还提供了一种金属包裹式高温密封结构的制作方法，如图7所示，为本发明金属包裹式高温密封结构的制作方法的流程示意图。其中，该制作方法包括以下步骤0038首先，选定具有延展性及柔韧性的金属板，并将所述金属板经由落料模具制成圆形的金属板毛坯。0039。
20、然后，将所述圆形的金属板毛坯经由拉伸延展模具进行拉伸和延展成金属碗。0040接续，将所述金属碗经由冲底模具冲底成型，使其形成底部为上下贯通的金属碗状套环。0041之后，将加工成型的所述金属碗状套环作为金属包裹层1而对一碗状环形内部填充环进行扣边包裹，形成金属包裹式保护结构；所述内部填充环为与所述金属碗状套环的内部空间相配合的碗状环形实心结构。0042最后，将至少两个所述金属包裹式保护结构叠合于至少一个与其尺寸相适应的密封件3两侧，以构成所述金属包裹式高温密封结构。0043本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法，其较佳的实施方式中，所述金属包裹层1为紫铜金属包裹层；由于紫铜具有较好的延展性及柔。
21、韧性，因此在内部填充环外表面采用紫铜金属包裹，不仅可以有效地避免金属包裹式高温密封结构在上、下井的过程中不被挂坏，同时提高了耐磨防腐的作用，确保其在重复注气的条件下仍具有可靠的密封性能。另外，所述密封件3可以为碳纤维镍丝复合型密封件。0044如上所述的本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法，其中，所述金属包裹层1的厚度D可以是大于或等于03MM，且小于或等于1MM。0045而较佳的情况下，本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法，其中，最终成型的金属包裹层1的厚度D为06MM或08MM。该厚度D的金属包裹层1能够使金属包裹式高温密封结构与管壁之间结合更为完好，金属包裹层1不会出现内翻、圆弧、。
22、裂纹等不良现象，密封效果好。0046本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法，较佳的，还包括0047将镍丝编织成网状的镍丝网，并将所述镍丝网通过磨具压制成碗状的内部填充环，所述金属包裹层1包裹所述内部填充环的步骤。所述内部填充环均为实心结构，采用镍丝网压制成碗状内部填充环，较佳的，可以采用直径为018MM的镍丝编织成网再压制成镍丝环。借此制成的金属包裹式保护结构具有更好的耐高温、高压和防变形的能力，不仅能有效的起到保护中部金属包裹式高温密封结构的作用，而且所述金属包裹式保护结构的金属包裹层1也能够起到相应的密封作用。0048本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法制成的金属包裹式高温密封结构，。
23、较佳的实施方式中，所述金属包裹式高温密封结构包括八个所述密封件3及四个所述金属包裹式保护结构，八个所述密封件3的最外侧分别设有两个所述金属包裹式保护结构。0049更进一步的，本发明的金属包裹式高温密封结构的制作方法，较佳的，该方法中还包括将一中间填充环4设置于所述金属包裹式高温密封结构中间位置，该中间填充环4两侧的依次重叠有多个密封件3及金属包裹式保护结构，所述密封件3及金属包裹式保护结构以所述中间填充环4对称设置，该中间填充环4为沿径向由外向内逐渐向两侧突出的结构，其能够与两侧的所述碗状密封件3紧密贴合。中间填充环4在中间位置能够有效的支说明书CN102505927A5/5页8撑两侧的密封件。
24、3，使其在使用过程中无需区分上端和下端，并且使本发明的金属包裹式高温密封结构具有更强的防凸和抗压能力。较佳的，所述中间填充环为密封件结构。0050以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。说明书CN102505927A1/6页9图1说明书附图CN102505927A2/6页10图2说明书附图CN102505927A103/6页11图3图4说明书附图CN102505927A114/6页12图5A图5B说明书附图CN102505927A125/6页13图6说明书附图CN102505927A136/6页14图7说明书附图CN102505927A14。