УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к средствам для уплотнения трубопроводов с высокогерметичным соединением «металл-металл» и предназначена для использования в скважинных трубах (обсадных и насосно-компрессорных) при разведке, добыче и транспортировке жидких и газообразных полезных ископаемых.
Известна заглушка для трубопровода, содержащая пробку круглого сечения, эластичное уплотнительное кольцо, съемную штангу трубчатого сечения, прижимной фланец, отделенный от пробки уплотнительным кольцом и образующий с пробкой зазор с возможностью его регулирования посредством винтовой передачи. Винт прижимного фланца проходит внутри пробки и содержит на торце элементы замкового соединения со штангой, длина которой составляет не менее 5 диаметров пробки. Прижимной фланец со стороны уплотнительного кольца имеет прямую или выпуклую криволинейную поверхность вращения с радиусом не менее 0,4 диаметра пробки (см. патент RU  №2219421, кл. F16L 15/12, опубл. 20.12.2003).
К недостатку указанной выше заглушки следует отнести выполнение уплотнительного элемента в виде эластичного кольца, не работающее при высоких давлениях.
Известна также заглушка для трубопровода высокого давления, содержащая уплотнительный элемент и его разжимной механизм, причем уплотнительный элемент выполнен в виде пластинчатых лепестков, имеющих форму секторов, закрывающих поперечное проходное сечение трубопровода, внешней стороной примыкающей к его внутренней поверхности (см. патент на полезную модель RU № 101762, кл. F16L 15/12, опубл. 27.01.2011).
К недостаткам заглушки в соответствии с патентом можно отнести наличие сложного уплотнительного элемента, входящего в состав заглушки, а также сложную конструкцию разжимного механизма и при этом низкие показатели по герметичности.
Технической проблемой является расширение арсенала технических средств, у которых устранены отмеченные выше недостатки.
Технический результат заключается в создании надежного узла уплотнения и герметизации для трубопровода высокого давления с высокогерметичным соединением «металл-металл» и возможностью самогерметизации.
Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что узел уплотнения и герметизации для трубопровода высокого давления содержит уплотнительный элемент и его разжимной механизм, причем уплотнительный элемент выполнен в виде металлического кольца, а разжимной механизм – в виде цилиндрической герметичной камеры с упругой полой юбкой, заполняемые гидропластмассой и имеющие внешний диаметр меньше внутреннего диаметра трубопровода, уплотнительный элемент закреплен с внешней стороны конца юбки, при этом на крышке камеры выполнено отверстие, через которое в камеру пропущена гильза цилиндра с плунжером, над которым установлен зажимной болт.
На чертеже схематично изображен предлагаемый узел уплотнения и герметизации для трубопровода высокого давления.
Узел уплотнения и герметизации содержит уплотнительный элемент – металлическое кольцо 3 из мягкого металла, например из стали, и его разжимной механизм. Механизм включает стальную цилиндрическую герметичную камеру 2 с упругой полой юбкой, заполняемые гидропластмассой 4 и имеющие внешний диаметр меньше внутреннего диаметра трубопровода 1. Кольцо 3 закреплено с внешней стороны конца юбки. На крышке камеры выполнено отверстие, через которое в камеру пропущена гильза 7 цилиндра с плунжером 5, над которым установлен зажимной болт 6.
2
2
°
В качестве гидропластмассы предпочтительно используют гидропластмассы марки СМ, ДМ и МАТИ-1-4, которые считаются наилучшими заполнителями полостей. Эти марки обладают большой вязкостью и не просачиваются в зазоры даже при давлениях, достигающих 300 кг/см и более, не меняют своих свойств с течением времени, устойчивы в определенных интервалах температур и не оказывают корродирующего воздействия на металлы. Например, гидропластмасса марки ДМ просачивается в зазор 0,001 мм при давлении более 125 кг/см, застывает (студнеет) при температуре 100С, нормально работает при температуре от 20- до +40°С.
Перед заливкой гидропластмассу подогревают в глицериновой или масляной бане до 130-140°С (до расплавления) и в таком виде заливают в полость камеры 2, предварительно подогретую до температуры 160-120°С. Заливают массу через гильзу 7, обеспечивая выход воздуха из полости камеры через какое-либо другое отверстие (возможно для этого проделать специальное отверстие, которое затем заделать). При заливке приемное отверстие должно занимать наивысшее положение. Заливка должна выполняться не самотеком, а путем нагнетания массы специальной масленкой под прессом. После чего в гильзу 7 вводят плунжер 5 и устанавливают зажимной болт 6.
Конструкция узла уплотнения и герметизации позволяет вводить металлическое кольцо внутрь трубопровода без касания и разжимать его с помощью гидропластмассы и обеспечивает возможность введения кольца без повреждения поверхности трубопровода трением.