一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术

摘要

本发明涉及承压盘制造技术领域，更具体而言，涉及一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术。包括承压盘密封主体，承压盘主体的安装密封，信号传输，本发明采用玻璃，陶瓷及高温合金金属封接和双组合”O”型密封圈加挡圈技术，实现承压盘在超高温(温度不低于200℃)状态下双向承受超高压(压力不小于172MPa)，保持绝缘电阻500VDC测试不小于500MΩ，并能很好的实现电源信号，电子信号的传输以及承压盘便捷安装。本发明技术成本低，工艺简单，效果明显，实用性很强，为一种很有价值的超高温，超高压电源，信号密封封接制造技术，本发明结构简单，制造加工成本低，检验测试安全可靠，实用性很强。

说明书

技术领域

本发明涉及承压盘制造技术领域，更具体而言，涉及一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术。

背景技术

本发明属于高温，高压状态下实现电源，信号传输的发明创新实用技术，涉及超高温下金属，玻璃和陶瓷封接结技术，以及玻璃和陶瓷融化粘接技术，尤其涉及在超高温度220℃，超高压力(压力不小于172MPa)保持密封不泄露，且高绝缘的技术。

众所周知，对于石油钻，测井，地球物理探测，深海石油钻探作业等要求高温，高压条件下，对电源，信号传输提出了很高的使用要求，石油钻探设备特别是在高温度，高压力状态下要保持信号，电源稳定传输，承压盘的抗压密封，耐温绝缘的优劣，直接影响石油钻探仪器设备的稳定，安全，容易造成仪器设备的损坏，因此对石油钻探设备上所用到的承压盘的制造就特别的重要，直接影响到石油钻探设备的安全。

发明内容

本发明的目的就是针对背景技术中存在的问题，提出一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术，目的在于在超高温(温度不低于220C)状态下双向承受超高压(压力不小于175MPa)，保持绝缘电阻500VDC测试不小于500MΩ，并能很好的实现电源信号，电子信号的传输以及便捷安装的承压盘设计，制造工艺技术，以确保承压盘在超高温，超高压特殊的环境下稳定使用。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术，包括承压盘密封主体，承压盘主体的安装密封，信号传输；

所述承压盘密封主体包括承压盘基体金属合金外壳，信号传输可伐合金插针，耐温承压密封玻璃和绝缘陶瓷，所述承压盘基体金属合金外壳轴向内芯通孔，所述通孔内同心放置所述信号传输可伐合金插针，所述信号传输可伐合金插针和承压盘基体金属合金外壳间同心环空间分别放置有绝缘陶瓷管、玻璃、绝缘陶瓷管，整体采用高温炉100-1200℃烧制3-24h，自然冷却；

承压盘主体的安装密封包括承压盘外壳设计的两个“O”型圈截面梯形的密封槽，所述密封槽中安装有工程塑料PEEK(聚醚醚酮)加工挡圈和“O”型氟橡胶圈；

信号传输包括所述信号传输可伐合金插针连接的端子及端子固定结构。

优选的，所述承压盘基体金属合金外壳为不锈钢17-4PH加工而成，所述信号传输可伐合金插针通过可发合金4J29加工而成，所述绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管，所述玻璃材料调制，要求烧制温度500℃--950℃，平均热膨胀系系数，线性850℃以下(4.6--10)μm/m-℃。

优选的，所述承压盘基体金属合金外壳为不锈钢316L加工而成，所述信号传输可伐合金插针通过可发合金4J50加工而成，所述绝缘陶瓷采用高强度ZrO陶瓷管，所述玻璃材料调制，要求烧制温度500℃-980℃，平均热膨胀系系数，线性850℃以下(5.6-9.5)μm/m-℃。

优选的，所述承压盘基体金属合金外壳为高温合金inconel X-750牌号加工而成，所述信号传输可伐合金插针通过可发合金4J50加工而成，所述绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管，所述玻璃材料调制，要求烧制温度500℃-1050℃，平均热膨胀系系数，线性950℃以下(6.611.5)μm/m-℃。

优选的，所述承压盘基体金属合金外壳为高温合金inconel-718牌号加工而成，所述信号传输可伐合金插针通过可发合金4J50加工而成，所述绝缘陶采用瓷高强度AL2O3陶瓷管，所述玻璃材料调制，要求烧制温度500℃-1050℃，平均热膨胀系系数，线性950℃以下(6.611.5)μm/m-℃。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、本发明采用玻璃，陶瓷及高温合金金属封接和双组合”O”型密封圈加挡圈技术，实现承压盘在超高温(温度不低于200℃)状态下双向承受超高压(压力不小于172MPa)，保持绝缘电阻500VDC测试不小于500MΩ，并能很好的实现电源信号，电子信号的传输以及承压盘便捷安装。

2、本发明技术成本低，工艺简单，效果明显，实用性很强，为一种很有价值的超高温，超高压电源，信号密封封接制造技术。

3、本发明结构简单，制造加工成本低，检验测试安全可靠，实用性很强。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的技术方案更完整的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他等同实施例，都属于本发明保护的范围。

一种单芯高温高压双向承压盘的设计制造工艺技术，包括承压盘密封主体，承压盘主体的安装密封，信号传输；

所述承压盘密封主体包括承压盘基体金属合金外壳，信号传输可伐合金插针，耐温承压密封玻璃和绝缘陶瓷，所述承压盘基体金属合金外壳轴向内芯通孔，所述通孔内同心放置所述信号传输可伐合金插针，所述信号传输可伐合金插针和承压盘基体金属合金外壳间同心环空间分别放置有绝缘陶瓷管、玻璃、绝缘陶瓷管，整体采用高温炉100-1200℃烧制3-24h，自然冷却；

承压盘主体的安装密封包括承压盘外壳设计的两个“O”型圈截面梯形的密封槽，所述密封槽中安装有工程塑料PEEK(聚醚醚酮)加工挡圈和“O”型氟橡胶圈；

信号传输包括所述信号传输可伐合金插针连接的端子及端子固定结构。

根据以上构思，本发明提出了如下的技术方案，依次包括以下步骤：

(1)承压盘材料选择组合，根据不同的外壳，插针，绝缘陶瓷材料组合，调制不同的玻璃配方，设计不同的玻璃陶瓷烧结封接工艺。

1外壳，为不锈钢17-4PH；插针，为可发合金4J29；绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管；玻璃材料依据：不锈钢17-4PH，可发合金4J29，高强度AL2O3陶瓷管三种材料不同的热膨胀曲线进行调制，要求烧制温度500℃--950℃，平均热膨胀系系数，线性850℃以下(3.6--10)μm/m-℃且玻璃原料与三种材料有很好的高温浸润性。完成后按照1款规定进行整体高温烧结。

2外壳，为不锈钢316L；插针，为可发合金4J29；绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管；玻璃材料依据：不锈钢17-4PH，可发合金4J50，高强度陶瓷ZrO管三种材料不同的热膨胀曲线进行调制要求烧制温度500℃--950℃，平均热膨胀系系数，线性850℃以下(5.6--10)μm/m-℃且玻璃原料与三种材料有很好的高温浸润性。完成后按照1款规定进行整体高温烧结。

3外壳，为inconel X-750；插针，为可发合金4J50；绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管；玻璃材料依据：不锈钢17-4PH，可发合金4J50，高强度陶瓷ZrO管三种材料不同的热膨胀曲线进行调制，要求烧制温度500℃--950℃，平均热膨胀系系数，线性950℃以下(6.6-11.5)μm/m-℃且玻璃原料与三种材料有很好的高温浸润性。完成后按照1款规定进行整体高温烧结。

4外壳，为inconel-718；插针，为可发合金4J50；绝缘陶瓷采用高强度AL2O3陶瓷管；玻璃材料依据：不锈钢17-4PH，可发合金4J50，高强度陶瓷ZrO管三种材料不同的热膨胀曲线进行调制要求烧制温度500℃--950℃，平均热膨胀系系数，线性950℃以下(6.6-11.5)μm/m-℃且玻璃原料与三种材料有很好的高温浸润性。完成后按照1款规定进行整体高温烧结。

(2)承压盘主体的安装密封，外壳设计截面梯形的密封槽，安装工程塑料PEEK(聚醚醚酮)加工挡圈，在挡圈中间安装高温“O”型氟椽圈，

(3)传输，设计与插针对接的弹性对接端子，及与承压盘固定的结构，结构引出导线，实现信号，电源传输。

上述高温、高压状态下使用的单芯双向承压盘制造工艺技术，可用于一般的超高温，超高压单芯承压盘的设计，制造，也可适用于多芯承压盘的设计和制造技术。对所制造出的单芯高温高压双向承压盘进行测试，在210℃温度条件下加压175MPa，测试单芯高温高压双向承压盘插针与外壳间500VDC绝缘电阻均大于500MΩ。完全符合单芯高温高压双向承压盘的使用要求。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。