[发明专利]密封装置和密封方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月26日提交的美国申请No.14/090307的权益，在此将该美国申请的全部内容通过参引的方式并入。

背景技术

弹性体由于其密封至粗糙表面或包括缺陷的表面的能力而被普遍地用来将构件彼此密封。这种密封件的应用包括在地层井孔中、例如在碳氢化合物回收和二氧化碳封存行业中使用的管状系统。然而，这种密封件会在高温高压环境下以及在腐蚀性环境下劣化。因此，操作人员总是乐于接受克服了这些缺点的新型密封装置和密封装置。

发明内容

本文公开了一种密封装置。该密封装置包括具有至少两个壁的本体，所述至少两个壁限定了腔，壁能够通过本体的膨胀与至少一个结构接合，并且石墨与本体和所述结构密封地接合并且被所述至少一个结构弹性压缩地保持在所述腔内。

本文进一步公开了一种密封方法。该方法包括：在由本体的壁限定的腔内设置石墨；使本体膨胀；使至少一个结构与壁接合；使石墨膨胀；将石墨抵靠所述至少一个结构压缩；以及将石墨密封至所述至少一个结构和本体。

附图说明

下文的描述不应被理解为任何形式的限制。参照附图，相似的元件标号相似。

图1描绘了本文公开的密封装置在密封位置时的局部截面图；

图2描绘了图1的密封装置的实施方式在非密封位置时的局部截面图；

图3描绘了图1的密封装置的替代性实施方式在非密封位置时的局部截面图；

图4描绘了本文公开的替代性密封装置的局部截面图；

图5描绘了本文公开的另一个替代性密封装置在非密封位置时的局部截面图；

图6描绘了图5的密封装置在密封位置时的局部截面图；

图7描绘了本文公开的密封装置的替代性实施方式的局部截面图，其中该密封装置的一部分以更大的放大图示出；

图8描绘了所公开的密封装置的替代性实施方式的立体图，其中本体和外部结构被移除；以及

图9描绘了处于不同位置的图8的实施方式的立体图。

具体实施方式

参照附图，通过例示而非限制的方式在此给出对所公开的装置和方法的一个或多个实施方式的详细描述。

参照图1，本文公开的密封装置的实施方式用10指代。密封装置10包括定位在本体22中的腔18内的可膨胀石墨14，并且石墨14与靠近本体22中的开口30的结构26可密封地接合。石墨14能够响应于环境的特定变化例如温度变化而在体积方面膨胀。石墨14的体积膨胀导致其被迫与本体22的壁34接合并且被迫与结构26的表面38接合。石墨14能够变形，从而顺应于表面38中的谷部42、峰部46和其他缺陷，由此在该过程中建立起石墨14与结构26之间的密封。石墨14还密封至本体22的壁34，因而使得本体22与结构26可密封地接合。石墨14构造成在小于弹性变形载荷的载荷下塑性变形。并且，正是由于塑性变形而使石墨14能够与表面38一致并与表面38形成密封。

处于其膨胀状态的石墨14是可压缩的，因此具有弹性。该弹性使得石墨14能够保持对本体22和结构26加载并且保持密封至本体22和结构26，即使在腔18的容积发生变化时仍然如此。在腔18内可以设置可选的第二压缩构件50，该第二压缩构件50也是弹性的并且因此向石墨14提供附加的压缩力。尽管能够想到其他的实施方式，但本实施方式中弹性构件50是管形箍，在该管形箍内密封有可压缩流体54。当弹性构件50上的力使最初为圆形的截面形状变得扁平时，可压缩流体54的体积的减小导致其中的压力弹性地增大。