阀杆密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种阀，所述阀用作在海底采油树中的或连接到海底采油树的生产阀，以及在海底或水上的其它类似应用，所述阀包括阀元件、阀元件耐压壳、致动器、阀杆和阀罩，所述致动器经由所述阀杆可操作地布置以关闭或打开穿过所述阀元件的流体通道，所述阀罩围住所述阀杆并且连接到所述阀元件耐压壳，在所述阀杆和所述阀罩之间布置有密封件以用于对所述阀元件耐压壳的压力进行密封。所述阀的区别在于，所述阀包括用于阀杆和阀罩之间的密封的至少一个密封件，所述密封件具有相同的抵靠所述阀杆的内密封直径和抵靠所述阀罩的单个主体或元件的外密封。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀杆密封装置
本专利技术涉及在高压下用于关闭或打开流体的阀，例如与用于石油和天然气的生产的海底XT (采油树)连接或集成的生产阀。更具体地说，本专利技术涉及用于控制石油和天然气的生产的海底阀的密封件，以及其它类似的阀的密封件。
技术介绍
来自于位于海底的储层的石油、凝析油和天然气的生产，越来越经常地要经由位于海床上的井口。海底XT (采油树)位于这样的井口上，提供用于在井口和节流阀之间进行控制的阀。XT阀典型地为了产品的流动而打开或关闭。该阀通常为经由致动器的往复作用控制的闸门阀。致动器可被设计为弹簧加载的活塞，其中当液压或电力被施加至致动器时，活塞杆延伸以打开阀。典型地，活塞杆与阀杆是同轴的，并且所述这些元件作为一个元件运行，并且它们可为一个单个元件或被分成几段。阀杆将致动器连接至通常被称为闸门的阀元件，该阀元件处于容纳该阀元件的耐压壳中。随着阀杆可能延伸到所述耐压壳中，该阀杆的至少一部分暴露于阀的耐压壳的压力。该阀杆可为单个的，或者为几个同轴的长度。对阀外壳的压力的密封发生在阀杆和环绕该阀杆的阀罩之间。在典型的密封装置中，密封件包括初级动态密封件和二级动态密封件，以及其它密封件。目前，二级密封件被保持在支架中。这就产生了对于在支架的外径表面上朝向阀罩的静态密封件的需要。已经在考虑了关于装配、维护和更换的情况下改进了这些在先的设计。然而，在先的设计产生不同设计、不同几何构型和压力完整性的几种密封件，产生了大量且复杂的密封件装置，这些大量且复杂的密封件装置提供多条泄漏的路径，并且使每个密封件的测试和质量认证非常困难。因此，存在对一种新型阀杆密封装置的需求，该新型阀杆密封装置改进了泄漏路径的数目和长度、不同设计和几何构型的数目；提供了简化了密封装置；延长了使用寿命；允许较小的尺寸并且简化了测试、质量认证和维护。本专利技术的目的是满足这种需求。
技术实现思路
根据本专利技术的阀满足这种需求。更具体地说，本专利技术提供一种阀，所述阀用作在海底采油树(production treesubsea)中的或连接到海底采油树的生产阀，以及在海底或水上(topside)的其它类似应用，所述阀包括阀元件、阀元件耐压壳、致动器、阀杆和阀罩，所述致动器经由所述阀杆可操作地布置以关闭或打开穿过所述阀元件的流体通道，所述阀罩围住所述阀杆并且连接到所述阀元件耐压壳，在所述阀杆和所述阀罩之间布置有密封件以用于对所述阀元件耐压壳的压力进行密封。所述阀的区别在于，所述阀包括用于阀杆和阀罩之间的密封的至少一个密封件，所述密封件具有相同的抵靠所述阀杆的内密封直径和抵靠所述阀罩的单个主体或元件的外密封。优选地，用于相对于所述阀罩密封所述阀杆的密封元件具有相同的内密封直径和外密封直径，例如布置在所述阀杆和所述阀罩的单个主体或单个元件之间的单个密封件和环境密封件；或者布置在所述阀杆和所述阀罩的单个主体或单个元件之间的初级密封件、二级密封件和环境密封件。优选地，所有的密封件是相同的。这将降低密封件几何构型的数目并且简化测试和维护。或者，也可使用不同几何构型的密封件。优选地，所述单个密封件或初级和二级密封件各自在远离所述耐压壳的一侧且沿着远离所述耐压壳的方向被一支撑机构支撑，所述支撑机构由支撑环、随后的分段负载环及随后的固定环组成。对于带有初级和二级密封件的阀实施例，支撑环、负载环和固定环的结合分别被称为初级支撑机构和二级支撑机构。优选地，在远离所述耐压壳的轴向表面上的所述支撑环是向外倾斜的，所述分段负载环的面向的轴向表面相应地向内倾斜；在远离所述耐压壳的轴向面上的所述分段负载环包括向内倾斜的轴向表面，并且所述固定环的面向的轴向表面包括相应地向外倾斜的轴向表面。向外倾斜意味着:从相关元件的表面引出的法向量从阀杆轴线向外指向，从阀杆轴线发散且远离阀杆轴线。。向内倾斜意味着:从相关元件的表面引出法向量的向内指向阀杆轴线，其会聚到所述阀杆轴线从而使得该向内的法向量将在阀杆轴线处相遇。这些法向量可被称为位于锥平面中，从而向内倾斜的向量对准锥顶角，同时向外倾斜的向量远离锥顶角指向。由于所述倾斜，密封件和支撑机构上的轴向力提供了朝向阀罩或阀罩元件挤压分段负载环的分力，并且环绕分段负载环外表面的突出部将被挤压到环绕阀罩或阀罩元件的内表面的适配的沟槽中。该装置确保了可通过阀杆密封装置处理非常大的力(对应于数百巴)，而不会发生材料的挤出、元件的不必要位移或转动、流体的泄漏。优选地，所述分段负载环包括环绕所述径向外表面的突出部，所述突出部配合到环绕所述阀罩或阀罩元件的内表面的适配的沟槽中，所述沟槽比所述突出部的高度更深。优选地，沟槽具有轴向侧表面，且突出部具有轴向侧表面，所述轴向侧表面提供轴向支撑。优选地，所述分段负载环的横截面具有楔形形状，所述楔形的最宽的部分在上部径向外表面处，从而作用于所述分段负载环上的轴向力提供有朝向所述阀罩或阀罩元件挤压所述分段负载环的分力，并且所述分段负载环的突出部将被挤压到所述阀罩或阀罩元件的沟槽中。[0011 ] 优选地，所述固定环的横截面具有L形形状，所述L形的底部朝向所述阀杆放置且部分地位于所述分段负载环之下，所述L形的位于所述分段负载环之下的部分配合到所述分段负载环的适配的台阶口(step-out)或切口(cut-out)中，并且优选地,所述台阶口或所述切口宽于L形的在其内部的部分。这有助于在运行期间或安装期间将所述分段负载环固定在合适的位置。优选地，所述分段负载环包括三个区段，这是允许安装的足够区段和保持部件数目较低之间的良好折中。减少的密封件数目、减少的密封件尺寸以及密封件的类型和没有密封件支架，对于提供关于泄漏路径的数目和长度以及不同设计和几何构型的数目的改进，和相对于测试、质量认证和维护的简化，以及使用寿命的延长是重要的。【附图说明】使用四幅附图来说明本专利技术，其中:图1示出了根据本专利技术的阀的实施例，其中阀罩和阀的耐压壳被剖开；图2示出了图1的阀杆密封件和支撑部进一步的细节图；以及图3示出了图2的阀杆密封件和支撑部的较大的细节图。【具体实施方式】参照图1，图1示出了根据本专利技术的阀I的实施例，更具体地说，为海底XT生产阀(production valve)。该阀包括:阀元件2、阀元件外壳3、致动器4、阀杆5和阀罩6。致动器4经由阀杆5可操作地布置以关闭或打开穿过阀元件2的流体通道7，阀罩围住阀杆5并且连接到阀元件外壳，密封件8、9、10、11被布置在所述阀杆和阀罩之间，用于对阀元件耐压壳的压力进行密封。用于阀杆和阀罩之间的密封的所有的密封件8、9、10、11具有相同的抵靠阀杆5的内密封直径，和抵靠阀罩6的单个主体或元件的外密封。本领域技术人员清楚的是，如图所示，该阀为当为流通而打开时带有非受限的或全通的孔或通道的闸门阀。阀杆的往复动作12打开或关闭用于流通的通道7。阀包括布置在两个环境密封件10、11之间的孔14中的减压阀13 (例如止回阀)，用于在产品流泄漏越过初级密封件和二级密封件的极不可能的情况下，对产品流进行减压。这种减压防止流体进入控制系统，从而确保了阀甚至在泄漏的情况下也能运行。环境密封件被布置用于对孔14的流体进入进行密封，但是允许朝向所述孔的泄漏。该阀杆密封装置通过阀杆密封保持器15被保持在阀杆上的合适位置处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀，所述阀用作在海底采油树中的或连接到海底采油树的生产阀，以及在海底或水上的其它类似应用，所述阀包括阀元件、阀元件耐压壳、致动器、阀杆和阀罩，所述致动器经由所述阀杆可操作地布置以关闭或打开穿过所述阀元件的流体通道，所述阀罩围住所述阀杆并且连接到所述阀元件耐压壳，在所述阀杆和所述阀罩之间布置有密封件以用于对所述阀元件耐压壳的压力进行密封，其特征在于，所述阀包括用于阀杆和阀罩之间的密封的至少一个密封件，所述密封件具有相同的抵靠所述阀杆的内密封直径和抵靠所述阀罩的单个主体或元件的外密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.09 NO 201106781.一种阀，所述阀用作在海底采油树中的或连接到海底采油树的生产阀，以及在海底或水上的其它类似应用，所述阀包括阀元件、阀元件耐压壳、致动器、阀杆和阀罩，所述致动器经由所述阀杆可操作地布置以关闭或打开穿过所述阀元件的流体通道，所述阀罩围住所述阀杆并且连接到所述阀元件耐压壳，在所述阀杆和所述阀罩之间布置有密封件以用于对所述阀元件耐压壳的压力进行密封，其特征在于，所述阀包括用于阀杆和阀罩之间的密封的至少一个密封件，所述密封件具有相同的抵靠所述阀杆的内密封直径和抵靠所述阀罩的单个主体或元件的外密封。2.根据权利要求1所述的阀，其中，用于相对于所述阀罩密封所述阀杆的密封元件具有相同的内密封直径和外密封直径，例如布置在所述阀杆和所述阀罩的单个主体或单个元件之间的单个密封件和环境密封件；或者布置在所述阀杆和所述阀罩的单个主体或单个元件之间的初级密封件、二级密封件和环境密封件。3.根据权利要求1或2所述的阀，其中，所述单个密封件或初级和二级密封件各自在远离所述耐压壳的一侧且沿着远离所述耐压壳的方向被一支撑机构支撑，所述支撑机构由支撑环、随后的分段负载环及随后的固定环组成。4.根据权利要求3所述的阀，其中，在远离所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼克·纽兰兹，O·塞文贝里，本特·达尔堡，O·莫杰戴尔，
申请(专利权)人：阿克海底公司，
类型：
国别省市：