Типы уплотнений оборудования нефтяных скважин

Уплотнения для нефтепромыслового оборудования можно разделить на резиновые, металлические и комбинированные.

Резиновые уплотнения (уплотнительные кольца, манжетные уплотнения, скелетные уплотнения, поршневые уплотнения, V-образные кольца, U-образные кольца, Y-образные уплотнения для отверстий)

Металлические уплотнения

Комбинированные уплотнения

Резиновые уплотнения

Уплотнительное кольцо

Конструкция и принцип работы: уплотнительное кольцо — это резиновое кольцо с круглым поперечным сечением. Принцип его работы заключается в использовании эластичности резины. Во время установки оно вдавливается в уплотнительный зазор, образуя уплотнение между двумя сопрягаемыми поверхностями. Под воздействием давления оно деформируется, заполняет зазор и предотвращает утечку жидкости. Например, на фланце соединения устьевого оборудования нефтяной скважины уплотнительное кольцо устанавливается в уплотнительный паз фланца. При затягивании фланцевых болтов уплотнение сжимается, эффективно предотвращая утечку масла, газа и воды.

 

Материал	Сопротивление маслу	Термостойкость	устойчивость к холоду	Химическая стойкость	Износостойкость	Сопротивление компрессионному набору	Устойчивость к озону
Нитриловый каучук (NBR)	Превосходная стойкость к керосину, легким маслам и другим топливным маслам	Хорошо, в целом может использоваться в течение длительного времени при температуре от -30°C до 100°C	Разница	Хорошо, хорошо работает в общей нефтяной среде	лучше	в целом	Разница
Гидрогенизированный нитрильный каучук (HNBR)	Хорошая устойчивость к мазуту, смазочным маслам и ароматическим веществам	Хороший, выдерживает высокую температуру около 150 ℃	Лучшие характеристики при низких температурах лучше, чем у нитрилового каучука	Хорошая стабильность в различных химических средах	хорошо	хорошо	хорошо
Фторопласт (FKM)	Отличная устойчивость к большинству масел и растворителей, таких как минеральное масло, мазут и т. д., за исключением кетонов и сложных эфиров	Отлично подходит для использования в диапазоне температур от -20°C до 250°C, специальная формула позволяет выдерживать низкие температуры до -40°C	Разница	хорошо	превосходно	превосходно	превосходно
Силиконовая резина (VMQ)	Разница	Отличный, широкий диапазон рабочих температур, обычно от –50°C до 200°C	превосходно	Разница	Разница	Разница	превосходно
EPDM	Некачественный, не подходит для использования в масляных средах	Хорошо, можно использовать при температуре от -40℃ до 150℃	превосходно	Хороший, обладает некоторой устойчивостью к некоторым химическим веществам	в целом	в целом	превосходно
Неопрен (CR)	лучше	Хорошо, можно использовать при температуре от -30°C до 100°C	в целом	Хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям и газу фреону	лучше	в целом	в целом
Полиуретановая резина (PU)	Превосходно, но будет стареть в химически активных маслах с противозадирными присадками	в целом	в целом	превосходно	превосходно	в целом	в целом

Манжетное уплотнение

Структура и принцип: Поперечное сечение манжетного уплотнения имеет форму выступа, и существует множество форм, таких как одинарный выступ и двойной выступ. Герметизация достигается за счет плотного прилегания уплотнительного выступа к уплотнительной поверхности. При работе уплотнительная кромка прижимается к уплотнительной поверхности под давлением. Чем выше давление, тем плотнее прилегание, что может эффективно предотвратить утечку жидкости в одном направлении. Например, в нефтяном скважинном насосе манжета используется для герметизации зазора между поршнем и цилиндром насоса, чтобы предотвратить утечку сырой нефти из зазора и обеспечить нормальную работу нефтяного скважинного насоса.

Свойства материала: выбор материала также зависит от условий эксплуатации. Для уплотнителей, контактирующих с сырой нефтью, обычно используется нитрильный каучук, так как он устойчив к химическим компонентам сырой нефти. В некоторых случаях, когда требования к герметичности выше, например, в среде сырой нефти, содержащей абразивные частицы, может использоваться полиуретановый каучук, который более устойчив к износу.

Уплотнение рамы

Конструкция и принцип работы: скелетное масляное уплотнение состоит из трёх частей: корпуса масляного уплотнения, армирующего каркаса и самонатягивающейся спиральной пружины. Внутренний диаметр корпуса масляного уплотнения меньше диаметра вала, что создаёт определённую «интерференцию». После установки давление на кромку масляного уплотнения и сила сжатия самонатягивающейся спиральной пружины создают радиальное усилие затяжки на валу. В то же время между масляным уплотнением и валом образуется масляная плёнка, контролируемая кромкой масляного уплотнения. Эта масляная пленка обладает свойствами жидкой смазки. Под действием поверхностного натяжения жидкости масляная плёнка образует полукруглую поверхность на конце, контактирующем с воздухом, чтобы предотвратить утечку рабочей среды и обеспечить герметичность вращающегося вала.

Характеристики материала: обычно изготавливается из высококачественного нитрильного каучука и стальной пластины. Нитрильный каучук обладает хорошей маслостойкостью и износостойкостью и подходит для использования в обычных условиях нефтяных скважин. Для высокотемпературных условий можно использовать полипропилен, силикон, фтор, силикон-фторкаучук и т. д., а также следует стараться снизить температуру масла в масляном резервуаре. При слишком низкой рабочей температуре следует использовать морозостойкий каучук.

Сферы применения: может широко использоваться в авиации, автомобилестроении, производстве мотоциклов, на железных дорогах, в транспортных средствах, на кораблях, в бытовой технике, машиностроении и других отраслях. Подходит для герметизации вращающихся и возвратно-поступательных механизмов, таких как коленчатые валы бензиновых двигателей, коленчатые валы дизельных двигателей, редукторы, дифференциалы, амортизаторы, двигатели, оси и другие детали.

Уплотнение поршня

Структура и принцип: Уплотнение поршня в основном достигается с помощью поршневых колец, которые делятся на газовые кольца и масляные кольца. Газовое кольцо за счет собственной силы упругости плотно прилегает к внутренней стенке цилиндра, образуя первую уплотнительную поверхность. Во время тактов сжатия и увеличения мощности газ высокого давления в цилиндре поступает в боковой зазор и задний зазор кольцевой канавки, прижимая кольцо к внутренней стенке цилиндра и кольцевой канавке для усиления эффекта уплотнения. Масляное кольцо в основном отвечает за регулирование смазочного масла, удаление излишков смазочного масла со стенки цилиндра и формирование тонкого слоя масляной плёнки на стенке цилиндра для обеспечения нормальной смазки цилиндра, поршня и поршневого кольца, а также выполняет определённую вспомогательную функцию уплотнения.

Характеристики материала: поршневые кольца в основном изготавливаются из легированного чугуна, стали, а также в очень небольших количествах из металлокерамики и политетрафторэтилена. Легированный чугун обладает хорошей износостойкостью и прочностью и может выдерживать высокие температуры и давление в цилиндре; стальные поршневые кольца обладают хорошей прочностью и твёрдостью; металлокерамика и политетрафторэтилен используются в некоторых двигателях с особыми требованиями, например, в тех, где требуется более высокая износостойкость и более низкий коэффициент трения.

Сферы применения: широко используется в поршневых компонентах различных двигателей внутреннего сгорания, таких как автомобильные двигатели, двигатели мотоциклов, судовые двигатели и т. д. Является одним из ключевых компонентов, обеспечивающих нормальную работу двигателя и повышающих его производительность.

V-образное кольцо

Конструкция и принцип работы: поперечное сечение V-образного уплотнительного кольца имеет V-образную форму. Это уплотнительное кольцо с выступом, состоящее из трех частей: опорного кольца, уплотнительного кольца и прижимного кольца. Стандартный угол составляет 90°, но в особых случаях также используется угол 60°. В свободном состоянии внешний диаметр выступа V-образного кольца больше внутреннего диаметра уплотнительной полости, а внутренний диаметр выступа меньше внешнего диаметра штока поршня. После сборки возникает определенная деформация. Благодаря эффекту опорного кольца деформация возникает только на конце губы и создаёт давление в контактной части. Даже если не прикладывать зажимное усилие, губа может герметизировать при определённом внутреннем давлении. Когда рабочее давление среды увеличивается, кончик губы меняет форму контакта и увеличивает контактное напряжение, а губа плотнее прилегает к герметизируемой поверхности, обеспечивая герметизацию.

Свойства материалов: обычно используются нитриловый каучук, хлоропреновый каучук, натуральный каучук, бутилкаучук, полиуретановый каучук и сшитый каучук. Нитриловый каучук и хлоропреновый каучук широко применяются и обладают хорошей маслостойкостью и износостойкостью; натуральный каучук подходит для герметизации от воды и воздуха; бутилкаучук используется для негорючего гидравлического масла и гидравлического масла на основе фосфатных эфиров; хлоропреновый каучук используется для различных химических веществ и в условиях высоких температур; полиуретановый каучук используется в ситуациях, требующих износостойкости; Резина, прошитая тканью, может повысить жёсткость и прочность уплотнительного кольца, предотвратить выдавливание резины и закусывание зазоров. Она подходит для работы в условиях высокого давления, но обладает низкой смазывающей способностью.

Сферы применения: может использоваться для герметизации вращающихся валов без давления, чтобы предотвратить вытекание внутреннего смазочного материала или масла наружу, а также попадание воды или пыли снаружи. Область применения охватывает множество сфер, таких как оборудование и трубопроводные системы.

U-образное кольцо

Структура и принцип действия: U-образное кольцо названо так потому, что его форма поперечного сечения напоминает букву U. Он имеет симметрично сконфигурированные уплотнительные кромки и может быть разделен на U-образные кольца для валов, U-образные кольца для отверстий и U-образные кольца как для отверстий, так и для валов. Он может не только обеспечивать хорошую герметизацию в статических условиях, но и сохранять стабильные характеристики герметизации при динамическом перемещении. Его герметизирующий эффект обусловлен присущим корпусу уплотнения предварительным натягом и сжатием уплотнительной кромки во время установки. В рабочих условиях давление в системе увеличивает радиальное контактное напряжение между П-образным кольцом и штоком поршня.

Характеристики материала: обычно изготавливается из полиуретана (PU), армированного тканью нитрильного каучука (NBR) и других материалов, которые обладают превосходной маслостойкостью и износостойкостью, что делает их пригодными для герметизации в различных промышленных условиях. Диапазон рабочих температур обычно составляет от -30 ℃ до +110 ℃.

Сценарий применения: подходит для стандартных гидравлических цилиндров одностороннего или двустороннего действия со штоками или поршнями, широко используемых в машиностроении, гидравлическом оборудовании и других областях.

Уплотнительное кольцо YX для отверстия

Конструкция и принцип работы: уплотнительное кольцо YX для отверстий используется для герметизации поршня в возвратно-поступательном гидравлическом цилиндре. Его конструкция адаптируется к возвратно-поступательному движению поршня гидравлического цилиндра, обеспечивает хорошую герметизацию во время движения и предотвращает утечку гидравлического масла из зазора между поршнем и цилиндром.

Характеристики материала: основными материалами являются полиуретан TPU, каучук, резина и т. д. Диапазон рабочих температур уплотнительного кольца YX из материала TPU для отверстий составляет от -40 ℃ до +80 ℃, что подходит для гидравлических цилиндров общего назначения и гидравлических цилиндров общего оборудования; диапазон рабочих температур уплотнительного кольца YX из материала каучука составляет от -40 ℃ до +120 ℃, что подходит для гидравлических цилиндров для промышленного оборудования, а также для масляных цилиндров с высокой температурой и высоким давлением и обеспечивает хорошую устойчивость к высоким температурам и давлению.

Сферы применения: широко используется в различных системах гидравлических цилиндров, таких как гидравлические системы промышленного оборудования, гидравлические устройства общего назначения и т. д., для обеспечения герметичности и стабильности гидравлической системы во время возвратно-поступательного движения.

Два металлических уплотнения ( металлические прокладки; металлические уплотнительные кольца)

Три комбинированных уплотнения

Четыре комбинированных резинометаллических уплотнения

Структура и принцип действия: Это уплотнение сочетает в себе преимущества резины и металла. Например, в поршневом уплотнении некоторых устройств для нефтяных скважин используется комбинированное уплотнение из резины и металла. Его структура может представлять собой слой резины, обернутый снаружи металлического поршневого кольца. Металлическая часть обеспечивает поддержку конструкции и хорошую износостойкость, в то время как резиновая часть отвечает за заполнение небольших зазоров и эластичное уплотнение при различных давлениях. Во время движения поршня резиновая часть может адаптироваться к небольшим изменениям на уплотнительной поверхности, а металлическая часть обеспечивает общую стабильность и долговечность.

Свойства материала: металлическая деталь обычно изготавливается из высокопрочной легированной стали или нержавеющей стали, чтобы обеспечить достаточную прочность и износостойкость; для резиновой детали в зависимости от условий эксплуатации подбираются подходящие резиновые материалы, такие как нитрильный каучук и фторкаучук, упомянутые выше, для обеспечения хорошей герметичности.

Комбинированные уплотнения из пластика и резины

Структура и принцип действия: Комбинированные уплотнения из пластика и резины иногда используются в оборудовании нефтяных скважин. Например, уплотнение в системе нагнетания воды из нефтяной скважины может иметь конструкцию, в которой резиновое уплотнительное кольцо встроено в ключевую часть пластикового корпуса уплотнения. Пластиковая деталь может обеспечить хорошую химическую стабильность и жесткость, в то время как резиновая деталь используется для повышения эластичности и адаптивности уплотнительной детали. В процессе закачки воды комбинированное уплотнение из пластика и резины может эффективно предотвращать утечку воды и противостоять коррозии, вызванной химическими веществами, которые могут содержаться в воде.

Свойства материала: пластиковая деталь может быть изготовлена из таких материалов, как политетрафторэтилен, который обладает превосходной химической стойкостью и низким коэффициентом трения; резиновая деталь может быть изготовлена из водостойкого и химически стойкого каучука в зависимости от условий эксплуатации, например, из этилен-пропиленового каучука (EPDM), который хорошо переносит воздействие воды и некоторых химических веществ и обладает хорошей эластичностью.

ВСЕГДА С ВАМИ РТИ 100! Производитель РТИ на заказ, по техническому заданию от проектирования до исследований и разработок, от производства до тестирования. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь напрямую с компанией РТИ 100. Электронная почта: tdpoligran@mail.ru

Услуги — Дробеструйная обработка, очистка металла в г.Екатеринбург