CN107677423A - 用于多种介质的多用途密封实验台 - Google Patents

用于多种介质的多用途密封实验台 Download PDF

Info

Publication number
CN107677423A
CN107677423A CN201711007593.4A CN201711007593A CN107677423A CN 107677423 A CN107677423 A CN 107677423A CN 201711007593 A CN201711007593 A CN 201711007593A CN 107677423 A CN107677423 A CN 107677423A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
media
variety
duplex
experiment platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711007593.4A
Other languages
English (en)
Inventor
周琴
秦坤
张涛
郑国敬
冯颖亮
左圆圆
夏昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences Beijing
Original Assignee
China University of Geosciences Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences Beijing filed Critical China University of Geosciences Beijing
Priority to CN201711007593.4A priority Critical patent/CN107677423A/zh
Publication of CN107677423A publication Critical patent/CN107677423A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum

Abstract

本发明公开了一种用于多种介质的多用途密封实验台，包括底座、支撑梁、转轴、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；往复运动装置包括滑轨和复位弹簧，双联腔体滑动设置在滑轨上，复位弹簧一端与滑轨固定连接，另一端与双联腔体固定连接，振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨往复运动的激振力；双联腔体包括两个腔体，转轴依次穿过两个腔体，转轴和两个腔体的各配合间隙采用密封件密封；旋转驱动系统驱动转轴旋转。该实验台能够模拟高温、多工况、多介质条件下的密封测试，以真实的模拟井下复杂工况为前提进行密封实验测试，以达到能够客观真实评价密封圈综合性能的目的。

Description

用于多种介质的多用途密封实验台
技术领域
本发明涉及井下钻探密封领域，尤其涉及一种用于多种介质的多用途密封实验台。
背景技术
密封装置是钻采设备中较易损坏、且最为关键的基础性零部件，井下工具的工作环境极端恶劣，井下钻具的工作温度、工作压力和工作转速不断提高，同时在工作过程中要直接与含有各种固态杂质和化学物的钻井液、油液等相接触，直接承受高温、高压且可能与高磨砺性的介质(井下戒指包括泥浆、水、油等)相接触，并且在工作过程中还可能受到强烈振动、轴向载荷和旋转速度的变化等非常规干扰。这些都对它的寿命和正常工作产生了极大的影响。
目前井下工具的密封寿命一般在200小时左右，极大地影响了工作效率和工作成本，急需对密封件的研发进行寿命实验研究，开展在高温、振动、旋转、多介质等共同条件下的泄漏实验研究。
发明内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种针对井下复杂的环境进行密封测试的用于多种介质的多用途密封实验台。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于多种介质的多用途密封实验台，包括底座、支撑梁、转轴、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；所述往复运动装置包括滑轨和复位弹簧，所述双联腔体滑动设置在滑轨上，所述复位弹簧一端与滑轨固定连接，另一端与双联腔体固定连接，所述振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨往复运动的激振力；所述双联腔体包括两个腔体，所述转轴依次穿过两个腔体，转轴和两个腔体的各配合间隙采用密封件密封。
优选地，所述两个腔体之间的密封件包括两个相对设置的密封零件，两个密封零件的配合端面采用迷宫密封的方式进行密封。
优选地，双联腔体中的任一腔体内设置有加热棒，靠近设置有加热棒的腔体的密封零件的内壁沿其周向开有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。
优选地，所述密封圈朝向设置有加热棒的腔体的端面为扭曲面，朝向未设置有加热棒的腔体的端面为平面。
优选地，所述振动装置包括凸轮和楔块，所述楔块设置在双联腔体的一侧，所述凸轮通过驱动电机驱动其旋转，凸轮旋转时与楔块的斜面之间相互接触，斜面受到凸轮旋转产生的水平作用分力连带双联腔体在滑轨上滑动。
优选地，在转轴对应双联腔体两侧密封件的位置贴附液体泄漏试纸。
优选地，所述液体泄漏试纸为亲油材质的薄膜纸，在薄膜纸上通过显色剂画多条显色线，多条显色线之间相互平行分布或相互交叉形成网状分布。
优选地，所述旋转驱动系统包括电机和联轴器，所述电机的输出轴穿过联轴器与转轴一端通过花键连接。
优选地，所述电机通过支撑梁安装在底座上。
优选地，所述旋转驱动系统驱动转轴旋转，在底座对应转轴两端位置设置支撑梁，支撑梁顶端装配轴承组，转轴两端与轴承组转动配合。
与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：
本发明涉及一种综合多介质、多工况下的密封测试于一体的密封实验台，能够模拟高温、多工况、多介质条件下的密封测试，更真实的模拟井下复杂工况为前提进行密封实验测试，以达到能够客观真实评价密封圈综合性能的目的。
附图说明
图1为本发明用于多种介质的多用途密封实验台的结构示意图；
图2为本发明用于多种介质的多用途密封实验台的两个密封腔体之间的密封件的密封方式示意图；
图3为本发明用于多种介质的多用途密封实验台的液体泄漏试纸与转轴的配合关系示意图；
图4为本发明用于多种介质的多用途密封实验台的密封圈的结构示意图；
图5为本发明用于多种介质的多用途密封实验台的密封圈的主视图。
具体实施方式
下面结合图1-5和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种用于多种介质的多用途密封实验台，包括底座1、支撑梁2、转轴3、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；所述往复运动装置包括滑轨5和复位弹簧6，所述双联腔体滑动设置在滑轨5上，所述复位弹簧6一端与滑轨5固定连接，另一端与双联腔体固定连接，所述振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨5往复运动的激振力；所述双联腔体包括两个腔体4，所述转轴3依次穿过两个腔体4，转轴3和两个腔体4的各配合间隙采用密封件密封；所述旋转驱动系统驱动转轴3旋转，在底座1对应转轴3两端位置设置支撑梁2，支撑梁2顶端装配轴承组7，转轴3两端与轴承组7转动配合。
所述两个腔体4之间的密封件18包括两个相对设置的密封零件9，两个密封零件9的配合端面采用迷宫密封的方式进行密封。通过密封件18将两个腔体4隔断，可以同时测试两种不同介质共同作用下的密封件的密封性能，也可只测试一种介质作用下的密封件的密封性能；双联腔体中的任一腔体4内设置有加热棒8，靠近设置有加热棒8的腔体4的密封零件9的内壁沿其周向开有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈10。设置有加热棒8的腔体4可以对其腔内的介质温度进行调节，从而测试不同温度下的密封件性能；加热棒8通电后产生热量，并首先传递给其附近的介质，通过介质之间的对流使得各处温度变得均匀。所述密封圈10朝向设置有加热棒8的腔体4的端面为扭曲面11，朝向未设置有加热棒8的腔体4的端面为平面。该密封件采用端面迷宫密封和密封圈10结合的组合密封方式；端面迷宫密封有效降低了泥浆中的颗粒物质，减少了对密封件的磨损；当设置有加热棒8的腔体4内注入液压油19，另一腔体4内注入泥浆20对密封件18进行密封性能测试时，密封圈10与泥浆20接触的端面呈平面，与密封圈10内外侧壁之间的夹角成直角，直角边能够有效地阻隔泥浆20的流动通道，与油液接触的位置呈扭曲面11，扭曲面11使得液压油19在转轴3转动过程中持续产生动压，可阻隔泥浆20介质的进入，有效降低密封件的摩擦磨损。
所述振动装置包括凸轮12和楔块13，所述楔块13设置在双联腔体的一侧，所述凸轮12通过驱动电机驱动其旋转，凸轮12旋转时与楔块13的斜面之间相互接触，斜面受到凸轮12旋转产生的水平作用分力连带双联腔体在滑轨5上滑动。凸轮12通过驱动电机驱动进行旋转，旋转过程中与楔块13的斜面接触并对其产生水平作用分力，双联腔体在此力作用下发生位移；凸轮12继续旋转与楔块13的斜面分离时，双联腔体在复位弹簧6的恢复形变力作用下复位；当凸轮12再次转动至与楔块13斜面接触时，重复上述过程。通过凸轮12旋转与楔块13配合产生水平的针对，可测试振动和旋转条件下密封件的动密封性能。
在转轴3对应双联腔体两侧密封件的位置贴附液体泄漏试纸14；所述液体泄漏试纸14为亲油材质的薄膜纸，在薄膜纸上通过显色剂(如油溶荧光剂)画多条显色线，多条显色线之间相互平行分布或相互交叉形成网状分布。基本原理：薄膜纸为亲油材质，将油敏感显色剂以坐标线的形式固定在薄膜纸上，然后将薄膜纸固定在密封圈10外的轴上，如果有油泄漏发生，显色剂颜色发生改变，通过线圈变色的数量及变色数量的改变速度，可以计算出泄漏的时间、泄露总量及速率。
所述旋转驱动系统包括电机15和联轴器16，所述电机15的输出轴穿过联轴器16与转轴3一端通过花键17连接，所述电机15通过支撑梁2安装在底座1上。电机15输出轴和转轴3通过花键17连接，可以使输出轴与转轴3目的是允许两者连接时有小的位移补偿。转轴3的转速可通过电机15的输出功率调整，传动轴做旋转运动时，可测试密封件的旋转动密封性能；
本实验台的工作原理：旋转驱动系统驱动转轴3旋转，转轴3与双联腔体内的液体介质接触，另一端与往复运动装置或直接与振动装置接触；通过对液体加热实现高温密封性能检测；可以很好的模拟产品实际工况验证静密封、旋转动密封，往复密封等不同工作条件下的密封性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，包括底座、转轴、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；所述往复运动装置包括滑轨和复位弹簧，所述双联腔体滑动设置在滑轨上，所述复位弹簧一端与滑轨固定连接，另一端与双联腔体固定连接，所述振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨往复运动的激振力；所述双联腔体包括两个腔体，所述转轴依次穿过两个腔体，转轴和两个腔体的各配合间隙采用密封件密封。
2.根据权利要求1所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述两个腔体之间的密封件包括两个相对设置的密封零件，两个密封零件的配合端面采用迷宫密封的方式进行密封。
3.根据权利要求2所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，双联腔体中的任一腔体内设置有加热棒，靠近设置有加热棒的腔体的密封零件的内壁沿其周向开有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。
4.根据权利要求3所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述密封圈朝向设置有加热棒的腔体的端面为扭曲面，朝向未设置有加热棒的腔体的端面为平面。
5.根据权利要求1所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述振动装置包括凸轮和楔块，所述楔块设置在双联腔体的一侧，所述凸轮通过驱动电机驱动其旋转，凸轮旋转时与楔块的斜面之间相互接触，斜面受到凸轮旋转产生的水平作用分力连带双联腔体在滑轨上滑动。
6.根据权利要求1所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，在转轴对应双联腔体两侧密封件的位置贴附液体泄漏试纸。
7.根据权利要求6所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述液体泄漏试纸为亲油材质的薄膜纸，在薄膜纸上通过显色剂画多条显色线，多条显色线之间相互平行分布或相互交叉形成网状分布。
8.根据权利要求1或5所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述旋转驱动系统包括电机和联轴器，所述电机的输出轴穿过联轴器与转轴一端通过花键连接。
9.根据权利要求8所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述电机通过支撑梁安装在底座上。
10.根据权利要求9所述的用于多种介质的多用途密封实验台，其特征在于，所述旋转驱动系统驱动转轴旋转，在底座对应转轴两端位置设置支撑梁，支撑梁顶端装配轴承组，转轴两端与轴承组转动配合。
CN201711007593.4A 2017-10-24 2017-10-24 用于多种介质的多用途密封实验台 Pending CN107677423A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711007593.4A CN107677423A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 用于多种介质的多用途密封实验台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711007593.4A CN107677423A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 用于多种介质的多用途密封实验台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107677423A true CN107677423A (zh) 2018-02-09

Family

ID=61142053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711007593.4A Pending CN107677423A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 用于多种介质的多用途密封实验台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107677423A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117030210A (zh) * 2023-05-31 2023-11-10 广东工业大学 固体颗粒向管道软体机器人密封界面迁移的模拟实验机

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619109B1 (en) * 2000-09-25 2003-09-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam turbine inlet bell seal inspection apparatus and method
CN102313630A (zh) * 2010-07-07 2012-01-11 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机气门油封密封性的快速实测方法
CN203519268U (zh) * 2013-10-23 2014-04-02 中国地质大学（北京） 井下旋转动密封实验装置
CN103837303A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 清华大学 一种微动往复密封动态特性实验台
CN203756417U (zh) * 2014-03-07 2014-08-06 国电联合动力技术有限公司 一种水下密封系统及应用其的潮汐能发电机组
CN105222962A (zh) * 2015-11-09 2016-01-06 云南电网有限责任公司红河供电局 电力主变压器渗漏油检测贴
US20160146681A1 (en) * 2013-05-06 2016-05-26 Nanjing Forestry University Device for testing mechanical seal performance
CN105673621A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 浙江大学 一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统
CN206146629U (zh) * 2016-09-06 2017-05-03 广州机械科学研究院有限公司 一种高温高速油封试验装置
CN106679947A (zh) * 2016-11-30 2017-05-17 国机智能科技有限公司 密封摩擦过程在线智能检测诊断试验系统
CN106989874A (zh) * 2017-05-31 2017-07-28 西南石油大学 一种水平式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置
CN207502111U (zh) * 2017-10-24 2018-06-15 中国地质大学（北京） 用于多种介质的多用途密封实验台

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619109B1 (en) * 2000-09-25 2003-09-16 Siemens Westinghouse Power Corporation Steam turbine inlet bell seal inspection apparatus and method
CN102313630A (zh) * 2010-07-07 2012-01-11 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机气门油封密封性的快速实测方法
US20160146681A1 (en) * 2013-05-06 2016-05-26 Nanjing Forestry University Device for testing mechanical seal performance
CN203519268U (zh) * 2013-10-23 2014-04-02 中国地质大学（北京） 井下旋转动密封实验装置
CN203756417U (zh) * 2014-03-07 2014-08-06 国电联合动力技术有限公司 一种水下密封系统及应用其的潮汐能发电机组
CN103837303A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 清华大学 一种微动往复密封动态特性实验台
CN105222962A (zh) * 2015-11-09 2016-01-06 云南电网有限责任公司红河供电局 电力主变压器渗漏油检测贴
CN105673621A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 浙江大学 一种航空作动器往复密封多工况综合模拟试验系统
CN206146629U (zh) * 2016-09-06 2017-05-03 广州机械科学研究院有限公司 一种高温高速油封试验装置
CN106679947A (zh) * 2016-11-30 2017-05-17 国机智能科技有限公司 密封摩擦过程在线智能检测诊断试验系统
CN106989874A (zh) * 2017-05-31 2017-07-28 西南石油大学 一种水平式高速牙轮钻头轴承螺旋密封试验装置
CN207502111U (zh) * 2017-10-24 2018-06-15 中国地质大学（北京） 用于多种介质的多用途密封实验台

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘志鹏;况雨春;王亚萍;: "牙轮钻头密封试验机工作机理研究", 机械设计与制造, no. 08, pages 195 - 197 *
蒲勇 等: "牙轮钻头密封试验机的研制", 钻采工艺, vol. 32, no. 05, pages 54 - 56 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117030210A (zh) * 2023-05-31 2023-11-10 广东工业大学 固体颗粒向管道软体机器人密封界面迁移的模拟实验机
CN117030210B (zh) * 2023-05-31 2024-03-22 广东工业大学 固体颗粒向管道软体机器人密封界面迁移的模拟实验机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100445741C (zh) 智能高温高压动态堵漏评价实验仪
CN207502111U (zh) 用于多种介质的多用途密封实验台
CN103527076B (zh) 一种顶驱动力水龙头
CN108760280A (zh) 一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置
CN205841775U (zh) 高速旋转轴的高低压密封装置
CN107677423A (zh) 用于多种介质的多用途密封实验台
CN106595462A (zh) 一种轴向柱塞泵配流副试验油膜厚度测试系统
CN106092533B (zh) 一种平衡式单金属密封试验装置
CN109632288B (zh) 分腔施压检测密封性能的实验装置
US3291230A (en) Well drilling apparatus
CN111397815B (zh) 刀盘驱动密封试验台
CN113188791A (zh) 密封圈模拟实际工况高低温压扭耐久试验机及试验方法
CN206205883U (zh) 一种活塞补偿式脉冲发生器
CN210808073U (zh) 一种用于随钻仪器电路系统的磁极驱动降温系统
CN108279118A (zh) 水下采油树测试系统
CN107448607A (zh) 一种井下工具试验装置的密封结构
CN207066655U (zh) 一种模拟钻头破岩扭矩的实验装置
CN2703257Y (zh) 智能高温高压动失水仪
CN207066677U (zh) 模拟风沙环境下实时监测颗粒物侵入旋转唇封的试验装置
CN214748854U (zh) 密封圈模拟实际工况高低温压扭耐久试验机
CN107101784A (zh) 用于模拟风沙环境下实时监测颗粒物侵入旋转唇封的试验装置
CN107165935A (zh) 一种动态指向式旋转导向钻井工具的传力关节轴承
CN109883687B (zh) 高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法
CN208254736U (zh) 微量泄漏试纸及具有微量泄漏测试功能的密封装置
CN207393945U (zh) 一种井下工具试验装置的密封结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination