CN108918055A - 用于密封筒的地面模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于密封筒的地面模拟试验装置，涉及模拟试验装置。地面模拟试验装置用于测试密封筒的座封力及其座封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括：上芯轴、第一推力组件、第二推力组件、试压泵、连接管路及加热元件。本申请通过上芯轴作为支撑将密封筒及其他零件安装在其上，通过第一推力组件、试压泵及连接管路实现高压条件下密封筒的单面验封，通过第二推力组件、试压泵、连接管路及通过第一推力组件实现高压条件下已座封的密封筒的双面验封，通过加热元件为所述测试组件加热，以模拟井下高温环境，测试密封筒在高温高压下的密封性能，进而保证密封筒的出厂质量。

Description

用于密封筒的地面模拟试验装置

技术领域

本申请涉及模拟试验装置，特别是涉及一种用于密封筒的地面模拟试验装置。

背景技术

密封筒是工业产品中普遍使用的一种密封件，密封筒一般采用橡胶类材料制成。根据其应用领域的不同，对密封筒的性能要求亦不同。下面以井下工具封隔器密封筒为例加以说明：

封隔器密封筒是稠油热采中应用十分广泛的核心部件。封隔器密封筒在现场使用过程中，座、解封灵活、可靠，封隔器密封筒在上下压差及高温的作用下变形小、持续承载能力强，才能起到封隔油套环空和保证作业施工顺利进行的目的。因此，封隔器密封筒在高温、高压的作业环境中的密封能力是衡量封隔器性能的关键技术指标。

但由于缺少高温高压条件下密封筒的密封性能的试验装置，导致不能有效保证封隔器密封筒的出厂质量，造成封隔器密封筒抗疲劳强度低，在高温、高压的作用下，短时间内密封筒损坏，造成环空密封不严，密封失效的问题。因此，亟需研制出一种在高温、高压条件下检查密封筒密封能力的地面模拟试验装置。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请提供了一种用于密封筒的地面模拟试验装置，用于测试密封筒的座封力及其座封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括：

上芯轴，用作安装基础，以安装所述密封筒及所述地面模拟试验装置中的其他零件；

第一推力组件，用于安装在所述上芯轴的一端，配置成沿所述上芯轴的一端向另一端提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒的单面验封；

第二推力组件，用于安装在所述上芯轴、所述密封筒及所述第一推力组件处，配置成沿所述上芯轴的另一端向一端提供推力，并在所述密封筒已座封的状态下，实现所述密封筒的双面验封；

试压泵，用于向所述第一推力组件或所述第二推力组件提供高压液体；

连接管路，用于与所述试压泵连接，还用于与所述第一推力组件或所述第二推力组件连接，以输送所述高压液体；和

加热元件，用于安装在所述第二推力组件中与所述密封筒相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒，以测试所述密封筒在高温下的密封性能。

可选地，所述上芯轴由一端向另一端分为第一段、第二段和第三段，所述第一段的外径及所述第三段的外径均相对所述第二段的外径收缩，所述第一段及所述第二段用于安装所述第一推力组件，所述第二段还用于安装所述密封筒，所述第三段及所述第一段用于安装所述第二推力组件，所述第一段中具有沿其轴向设置的盲孔，用于存储所述高压液体，所述第一段中具有径向的通孔，所述通孔与所述盲孔相连通，用于导出所述高压液体，所述第二段的外壁处设有外马牙螺扣，用于与所述第一推力组件形成马牙连接结构。

可选地，所述第一推力组件包括：

下芯轴，用于套在所述上芯轴中第一段的外壁处并与其固定连接，所述下芯轴中具有轴向贯通的内部空腔，用于通过所述高压液体，所述内部空腔与所述第一段的盲孔连通；

第一接头，一端用于连接所述连接管路，另一端用于连接所述下芯轴，所述第一接头具有轴向贯通的通孔，所述通孔与所述内部空腔连通，用于通过所述高压液体；

活塞，用于套在所述上芯轴的第一段的外部并位于所述下芯轴的外侧，所述活塞内部中空，所述活塞的内壁靠近中间的位置处沿其径向设有向内的突起，所述突起可相对所述上芯轴的第一段的外壁滑动，所述活塞、所述下芯轴及所述上芯轴的第一段在所述活塞的突起位置处形成第一密封腔，所述第一密封腔与所述上芯轴的通孔连通，所述第一密封腔用于存储所述高压液体；

锁紧环，用于安装在所述上芯轴的第二段的外部处并与所述活塞形成抵顶结构，所述锁紧环的内部具有内马牙螺扣，所述内马牙螺扣与所述外马牙螺扣相匹配，所述锁紧环设有轴向贯通的豁口，用于在所述活塞施加推力时内径扩大以越过所述外马牙螺扣；和

密封筒套，用于安装在所述上芯轴的第二段的外部处并位于所述密封筒和所述锁紧环之间，所述密封套筒与所述活塞及所述锁紧环形成对应的抵顶结构，以向所述密封筒施加推力；

其中，所述下芯轴与所述活塞之间、所述活塞与所述上芯轴之间对应设有密封结构。

可选地，所述下芯轴与所述活塞之间的密封结构为安装在所述下芯轴处的O型密封圈，所述活塞与所述上芯轴之间的密封结构为安装在所述活塞处的O型密封圈。

可选地，所述第二推力组件包括：

挡套，用于套接在所述上芯轴的第三段的外部并与其固定连接，以限制所述密封筒轴向移动，所述挡套还用于与所述上芯轴形成抵压结构；

液缸套，用于套在所述挡套、所述密封筒及所述第一推力组件的外部，用于在所述密封筒径向尺寸变大时与其接触，以实现所述密封筒的座封，所述液缸套与所述挡套及所述第一推力组件之间形成空腔；

承压套，用于对应设置在所述上芯轴的两端，并位于所述上芯轴及所述第一推力组件的外部，每一承压套中设有轴向贯通的通孔；

压帽，用于对应套接在所述上芯轴的两端，并与所述上芯轴及所述第一推力组件固定连接，每一压帽的一端还伸入所述上芯轴中对应端的承压套中；和

第二接头和第三接头，用于对应设置在所述上芯轴的第三段及第二段处的承压套中，所述第二接头的一端用于连接所述连接管路、另一端用于连接对应的承压套，所述第三接头的一端用于连接对应的承压套，所述第二接头与所述第三接头具有轴向贯通的通孔，所述第二接头与所述第三接头的通孔分别与对应的承压套的通孔连通；

其中，对应于所述上芯轴的第三段处的承压套、所述挡套、所述液缸套、所述密封筒之间形成第二密封腔，所述第二密封腔与所述上芯轴的第三段处的承压套的通孔连通，所述第二密封腔用于容纳所述高压液体，以使得所述密封筒实现双面验封；

对应的承压套与所述液缸套之间、对应的承压套与压帽之间、对应的承压套与所述上芯轴之间、对应的承压套与所述第一推力组件之间对应设有密封结构。

可选地，所述对应的承压套与所述液缸套之间的密封结构为安装在所述液缸套处的O型密封圈，所述对应的承压套与压帽之间的密封结构为密封垫，所述对应的承压套与所述上芯轴之间的密封结构为锥面密封，所述对应的承压套与所述第一推力组件之间的密封结构为锥面密封。

可选地，所述连接管路上设有压力表、球阀及针阀。

可选地，所述连接管路上还设有溢流阀。

可选地，所述溢流阀、所述针阀、所述球阀及所述压力表按照高压液体的流动方向设置在所述连接管路上。

可选地，所述加热元件为加热套。

本申请的地面模拟试验装置，通过上芯轴作为支撑将密封筒及其他零件安装在其上，通过第一推力组件、试压泵及连接管路实现高压条件下密封筒的单面验封，通过第二推力组件、试压泵、连接管路及通过第一推力组件实现高压条件下已座封的密封筒的双面验封，通过加热元件为所述测试组件加热，以模拟井下高温环境，测试密封筒在高温高压下的密封性能，进而保证密封筒的出厂质量。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的用于密封筒的地面模拟试验装置的示意性结构图。

图中各符号表示含义如下：

100地面模拟试验装置，

1第一接头，2下芯轴，3活塞，4锁紧环，5加热元件，6密封筒套，7上芯轴，71第一段，72第二段，73第三段，8密封筒，9挡套，10第二接头，11液缸套，12第三接头，13试压泵，14连接管路，15密封垫，16压帽，17承压套，18O型密封圈，19锥面密封，20外马牙螺扣，21溢流阀，22压力表，23球阀，24针阀，25内马牙螺扣，

A第一密封腔，B第二密封腔，C第一推力组件，D第二推力组件。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的用于密封筒的地面模拟试验装置的示意性结构图。一种用于密封筒8的地面模拟试验装置100，用于测试密封筒8的座封力及其座封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，一般性可以包括：上芯轴7、第一推力组件C、第二推力组件D、试压泵13、连接管路14及加热元件5。其中，上芯轴7用作安装基础，以安装所述密封筒8及所述地面模拟试验装置100中的其他零件。第一推力组件C用于安装在所述上芯轴7的一端，配置成沿所述上芯轴7的一端向另一端提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒8的单面验封。第二推力组件D用于安装在所述上芯轴7、所述密封筒8及所述第一推力组件C处，配置成沿所述上芯轴7的另一端向一端提供推力，并在所述密封筒8已座封的状态下，实现所述密封筒8的双面验封。试压泵13用于向所述第一推力组件C或所述第二推力组件D提供高压液体。连接管路14用于与所述试压泵13连接，还用于与所述第一推力组件C或所述第二推力组件D连接，以输送所述高压液体。加热元件5用于安装在所述第二推力组件D中与所述密封筒8相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒8，以测试所述密封筒8在高温下的密封性能。

本申请的地面模拟试验装置100，通过上芯轴7作为支撑将密封筒8及其他零件安装在其上，通过第一推力组件C、试压泵13及连接管路14实现高压条件下密封筒8的单面验封，通过第二推力组件D、试压泵13、连接管路14及通过第一推力组件C实现高压条件下已座封的密封筒8的双面验封，通过加热元件5为所述测试组件加热，以模拟井下高温环境，测试密封筒8在高温高压下的密封性能，进而保证密封筒8的出厂质量。

更具体地，本实施例中，所述上芯轴7由一端向另一端可以分为第一段71、第二段72和第三段73。所述第一段71的外径及所述第三段73的外径均相对所述第二段72的外径收缩。所述第一段71及所述第二段72用于安装所述第一推力组件C，所述第二段72还用于安装所述密封筒8，所述第三段73及所述第一段71用于安装所述第二推力组件D。所述第一段71中具有沿其轴向设置的盲孔，用于存储所述高压液体。所述第一段71中具有径向的通孔，所述通孔与所述盲孔相连通，用于导出所述高压液体。所述第二段72的外壁处设有外马牙螺扣20，用于与所述第一推力组件C形成马牙连接结构。

更具体地，本实施例中，所述第一推力组件C可以包括：下芯轴2、第一接头1、活塞3、锁紧环4和密封筒套6。其中，下芯轴2用于套在所述上芯轴7中第一段71的外壁处并与其固定连接，所述下芯轴2中具有轴向贯通的内部空腔，用于通过所述高压液体，所述内部空腔与所述第一段71的盲孔连通。第一接头1的一端用于连接所述连接管路14，另一端用于连接所述下芯轴2。所述第一接头1具有轴向贯通的通孔，所述通孔与所述内部空腔连通，用于通过所述高压液体。活塞3用于套在所述上芯轴7的第一段71的外部并位于所述下芯轴2的外侧。所述活塞3内部中空。所述活塞3的内壁靠近中间的位置处沿其径向设有向内的突起，所述突起可相对所述上芯轴7的第一段71的外壁滑动。所述活塞3、所述下芯轴2及所述上芯轴7的第一段71在所述活塞3的突起位置处形成第一密封腔A。所述第一密封腔A与所述上芯轴7的通孔连通，所述第一密封腔A用于存储所述高压液体。锁紧环4用于安装在所述上芯轴7的第二段72的外部处并与所述活塞3形成抵顶结构。所述锁紧环4的内部具有内马牙螺扣25，所述内马牙螺扣25与所述上芯轴7的外马牙螺扣20相匹配形成马牙连接结构。所述锁紧环4设有轴向贯通的豁口，用于在所述活塞3施加推力时内径扩大以越过所述外马牙螺扣20。密封筒套6用于安装在所述上芯轴7的第二段72的外部处并位于所述密封筒8和所述锁紧环4之间。所述密封套筒与所述活塞3及所述锁紧环4形成对应的抵顶结构，以向所述密封筒8施加推力。其中，所述下芯轴2与所述活塞3之间、所述活塞3与所述上芯轴7之间对应设有密封结构。

更具体地，本实施例中，所述下芯轴2与所述活塞3之间的密封结构为安装在所述下芯轴2处的O型密封圈18。所述活塞3与所述上芯轴7之间的密封结构为安装在所述活塞3处的O型密封圈18。

更具体地，本实施例中，所述第二推力组件D可以包括：挡套9、液缸套11、两个承压套17、两个压帽16、第二接头10和第三接头12。挡套9用于套接在所述上芯轴7的第三段73的外部并与其固定连接，以限制所述密封筒8轴向移动，所述挡套9还用于与所述上芯轴7形成抵压结构。液缸套11用于套在所述挡套9、所述密封筒8及所述第一推力组件C的外部，用于在所述密封筒8径向尺寸变大时与其接触，以实现所述密封筒8的座封。所述液缸套11与所述挡套9及所述第一推力组件C之间形成空腔。承压套17用于对应设置在所述上芯轴7的两端即左端和右端。上芯轴7左端的承压套17位于所述上芯轴7的外部。上芯轴7右端的承压套17位于第一推力组件C中的下芯轴2及液缸套11的外部。每一承压套17中设有轴向贯通的通孔。压帽16用于对应套接在所述上芯轴7的两端即左端和右端。上芯轴7左端的压帽16与上芯轴7固定连接，本实施例中采用螺纹连接。上芯轴7右端的压帽16与所述第一推力组件C中的下芯轴2固定连接，本实施例中采用螺纹连接。每一压帽16的一端还伸入所述上芯轴7中对应端的承压套17中。第二接头10和第三接头12用于对应设置在所述上芯轴7的第三段73及第二段72处的承压套17中。所述第二接头10的一端用于连接所述连接管路14，另一端用于连接对应的承压套17，即上芯轴7左端的承压套17。所述第三接头12的一端用于连接对应的承压套17，即上芯轴7右端的承压套17。所述第二接头10与所述第三接头12具有轴向贯通的通孔。所述第二接头10与所述第三接头12的通孔分别与对应的承压套17的通孔连通。其中，对应于所述上芯轴7的第三段73处的承压套17、所述挡套9、所述液缸套11、所述密封筒8之间形成第二密封腔B。所述第二密封腔B与所述上芯轴7的第三段73处的承压套17的通孔连通。所述第二密封腔B用于容纳所述高压液体，以使得所述密封筒8实现双面验封。对应的承压套17与所述液缸套11之间、对应的承压套17与压帽16之间、对应的承压套17与所述上芯轴7之间、对应的承压套17与所述第一推力组件C之间对应设有密封结构。

更具体地，本实施例中，所述对应的承压套17与所述液缸套11之间的密封结构为安装在所述液缸套11处的O型密封圈18。即上芯轴7左端的承压套17与液缸套11之间的密封结构为安装在所述液缸套11左端处的O型密封圈18。上芯轴7右端的承压套17与液缸套11之间的密封结构为安装在所述液缸套11右端处的O型密封圈18。

更具体地，本实施例中，所述对应的承压套17与压帽16之间的密封结构为密封垫15。上芯轴7左端的承压套17与左端的压帽16之间的密封结构为密封垫15。上芯轴7由端的承压套17与右端的压帽16之间的密封结构为密封垫15。

更具体地，本实施例中，所述对应的承压套17与所述上芯轴7之间的密封结构为锥面密封19。上芯轴7左端的承压套17与上芯轴7之间的密封结构为锥面密封19，具体为形成在承压套17内壁处的内锥面和形成在上芯轴7处的外锥面形成的面密封结构。

更具体地，本实施例中，所述对应的承压套17与所述第一推力组件C之间的密封结构为锥面密封19。即上芯轴7右端的承压套17与第一推力组件C中的下芯轴2之间的密封结构为锥面密封19，具体为形成在承压套17内壁处的内锥面和形成在下芯轴2处的外锥面形成的面密封结构。

更具体地，本实施例中，所述连接管路14上可以设有压力表22、球阀23及针阀24。

更具体地，本实施例中，所述连接管路14上还可以设有溢流阀21。所述管路连接中的溢流阀21是用来确保第一密封腔A、第二密封腔B的压力不超出设定值。

更具体地，本实施例中，所述溢流阀21、所述针阀24、所述球阀23及所述压力表22按照高压液体的流动方向设置在所述连接管路14上。

更具体地，本实施例中，所述加热元件5为加热套。

更具体地，本实施例中，所述试压泵13为电动试压泵。

本实施例中，本申请的地面模拟试验装置100是用来模拟油田井下封隔器密封筒8在高温、高压、座封工作状态下检验封隔器密封筒8密封效果的试验装置。当然，具体实施时，本申请的地面模拟试验装置100还可用于封隔器密封筒8的上下压差试验。本申请可双面打压，更加符合油井封隔器实际工况、疲劳试验、封隔器解封拉力试验，在此不再赘述。

本申请的地面模拟试验装置100是用来模拟油田井下封隔器密封筒8在高温、高压、座封工作状态下检验封隔器密封筒8密封效果的试验过程如下：

首先，把试压泵13通过连接管路14及第一接头1与第一密封腔A相连。由试压泵13所产生的高压液体(例如高压水)通过连接管路14及第一接头1沿着实线箭头所指方向经过下芯轴2的内部空腔、上芯轴7的盲孔和通孔进入第一密封腔A。加压至压力表22显示为28MPa时关闭管路阀门，此时座封力为28吨。进入第一密封腔A的高压液体推动活塞3向左移动，活塞3再推动锁紧环4和密封筒套6向左移动。由于锁紧环4是带豁口的，在向左推动力的作用下，它内径所带的内马牙螺扣25在上芯轴7的外马牙螺扣20的作用下，内径扩大并越过上芯轴7的外马牙螺扣20。这样，锁紧环4在内马牙螺扣25和外马牙螺扣20的啮合束缚下将只能向左移动，不能向右回退。同时，由于上芯轴7与挡套9是通过螺纹连接成一体的，这限制了密封筒8也不能向左移动。这样，密封筒8在第一密封腔A所产生的向左推力的作用下，密封筒8的轴向空间被压缩，这使它的轴向尺寸变小。根据体积不变原则，这使密封筒8的径向尺寸变大，这使密封筒8的外径与液缸套11的内径紧密接触，从而起到环空密封的作用并以此来实现座封。此时座封力为28吨，压力表22显示压力稳定之后，座封完成。座封完成之后，在内马牙螺扣25和外马牙螺扣20啮合的作用下，密封套筒6也不能向右移动。这时，对第一密封腔A内的高压水进行卸载。打开球阀23卸压至压力表22显示为零。所述第一密封腔A泄压后，座封力由锁紧环4的内马牙螺扣25和上芯轴7的外马牙螺扣20啮合的马牙扣连接结构来维持不变。

其次，验证座封之后，密封筒8在常温、高压及高温、高压工况作用下的环空密封性能。拆卸试压机及连接管路14并将它们与第二接头10连接，由第二接头10的通孔连通第二密封腔B。试压泵13通过连接管路14、第二接头10的通孔再与第二密封腔B连通，加压至压力表22显示为22MPa时关闭连接管路14的阀门。之后通过加热元件5加热第二密封腔B温度至350℃。在加热过程中，通过溢流阀21来控制压力在22MPa。在第二密封腔B温度维持在350℃、压力保持在22MPa的情况下，试验时间需保持15-30天。在此时间段如温度保持不变、压力维持不降，即可认为该封隔器密封筒8能达到高温、高压不泄露的标准规定要求并结束试验。其中，试压泵13所产生的高压液体(例如高压水)通过及连接管路14、第二接头10沿着虚线箭头所示方向进入第二密封腔B。试验过程中，如果密封筒8的环空密封性能达不到环空密封的效果，将会有液体从第三接头12流出，试验失败。如果上述条件下，整个试验过程中，没有液体从第三接头12流出，试验合格。

同理，常温、高压工况作用下的环空密封性能，参照上述试验过程进行。在常温、保压一定时间后，可通过外接的压力表指针的变化来观察密封筒8环空密封的效果。试验过程中，如果密封筒8的环空密封性能达不到环空密封的效果，将会有液体从第三接头12流出，试验失败。如果上述条件下，整个试验过程中，没有液体从第三接头12流出，试验合格。通常密封筒8是在常温、高压试验合格后，再进行高温、高压试验。

本申请中的左、右均是以读者看到的视图为基准定义的左、右。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于密封筒的地面模拟试验装置，用于测试密封筒的座封力及其座封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，其特征在于，包括：

上芯轴，用作安装基础，以安装所述密封筒及所述地面模拟试验装置中的其他零件；

第一推力组件，用于安装在所述上芯轴的一端，配置成沿所述上芯轴的一端向另一端提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒的单面验封；

第二推力组件，用于安装在所述上芯轴、所述密封筒及所述第一推力组件处，配置成沿所述上芯轴的另一端向一端提供推力，并在所述密封筒已座封的状态下，实现所述密封筒的双面验封；

试压泵，用于向所述第一推力组件或所述第二推力组件提供高压液体；

连接管路，用于与所述试压泵连接，还用于与所述第一推力组件或所述第二推力组件连接，以输送所述高压液体；和

加热元件，用于安装在所述第二推力组件中与所述密封筒相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒，以测试所述密封筒在高温下的密封性能。

2.根据权利要求1所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述上芯轴由一端向另一端分为第一段、第二段和第三段，所述第一段的外径及所述第三段的外径均相对所述第二段的外径收缩，所述第一段及所述第二段用于安装所述第一推力组件，所述第二段还用于安装所述密封筒，所述第三段及所述第一段用于安装所述第二推力组件，所述第一段中具有沿其轴向设置的盲孔，用于存储所述高压液体，所述第一段中具有径向的通孔，所述通孔与所述盲孔相连通，用于导出所述高压液体，所述第二段的外壁处设有外马牙螺扣，用于与所述第一推力组件形成马牙连接结构。

3.根据权利要求2所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述第一推力组件包括：

下芯轴，用于套在所述上芯轴中第一段的外壁处并与其固定连接，所述下芯轴中具有轴向贯通的内部空腔，用于通过所述高压液体，所述内部空腔与所述第一段的盲孔连通；

第一接头，一端用于连接所述连接管路，另一端用于连接所述下芯轴，所述第一接头具有轴向贯通的通孔，所述通孔与所述内部空腔连通，用于通过所述高压液体；

活塞，用于套在所述上芯轴的第一段的外部并位于所述下芯轴的外侧，所述活塞内部中空，所述活塞的内壁靠近中间的位置处沿其径向设有向内的突起，所述突起可相对所述上芯轴的第一段的外壁滑动，所述活塞、所述下芯轴及所述上芯轴的第一段在所述活塞的突起位置处形成第一密封腔，所述第一密封腔与所述上芯轴的通孔连通，所述第一密封腔用于存储所述高压液体；

锁紧环，用于安装在所述上芯轴的第二段的外部处并与所述活塞形成抵顶结构，所述锁紧环的内部具有内马牙螺扣，所述内马牙螺扣与所述外马牙螺扣相匹配，所述锁紧环设有轴向贯通的豁口，用于在所述活塞施加推力时内径扩大以越过所述外马牙螺扣；和

密封筒套，用于安装在所述上芯轴的第二段的外部处并位于所述密封筒和所述锁紧环之间，所述密封套筒与所述活塞及所述锁紧环形成对应的抵顶结构，以向所述密封筒施加推力；

其中，所述下芯轴与所述活塞之间、所述活塞与所述上芯轴之间对应设有密封结构。

4.根据权利要求3所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述下芯轴与所述活塞之间的密封结构为安装在所述下芯轴处的O型密封圈，所述活塞与所述上芯轴之间的密封结构为安装在所述活塞处的O型密封圈。

5.根据权利要求2所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述第二推力组件包括：

挡套，用于套接在所述上芯轴的第三段的外部并与其固定连接，以限制所述密封筒轴向移动，所述挡套还用于与所述上芯轴形成抵压结构；

液缸套，用于套在所述挡套、所述密封筒及所述第一推力组件的外部，用于在所述密封筒径向尺寸变大时与其接触，以实现所述密封筒的座封，所述液缸套与所述挡套及所述第一推力组件之间形成空腔；

承压套，用于对应设置在所述上芯轴的两端，并位于所述上芯轴及所述第一推力组件的外部，每一承压套中设有轴向贯通的通孔；

压帽，用于对应套接在所述上芯轴的两端，并与所述上芯轴及所述第一推力组件固定连接，每一压帽的一端还伸入所述上芯轴中对应端的承压套中；和

第二接头和第三接头，用于对应设置在所述上芯轴的第三段及第二段处的承压套中，所述第二接头的一端用于连接所述连接管路、另一端用于连接对应的承压套，所述第三接头的一端用于连接对应的承压套，所述第二接头与所述第三接头具有轴向贯通的通孔，所述第二接头与所述第三接头的通孔分别与对应的承压套的通孔连通；

其中，对应于所述上芯轴的第三段处的承压套、所述挡套、所述液缸套、所述密封筒之间形成第二密封腔，所述第二密封腔与所述上芯轴的第三段处的承压套的通孔连通，所述第二密封腔用于容纳所述高压液体，以使得所述密封筒实现双面验封；

对应的承压套与所述液缸套之间、对应的承压套与压帽之间、对应的承压套与所述上芯轴之间、对应的承压套与所述第一推力组件之间对应设有密封结构。

6.根据权利要求5所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述对应的承压套与所述液缸套之间的密封结构为安装在所述液缸套处的O型密封圈，所述对应的承压套与压帽之间的密封结构为密封垫，所述对应的承压套与所述上芯轴之间的密封结构为锥面密封，所述对应的承压套与所述第一推力组件之间的密封结构为锥面密封。

7.根据权利要求1所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述连接管路上设有压力表、球阀及针阀。

8.根据权利要求7所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述连接管路上还设有溢流阀。

9.根据权利要求8所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述溢流阀、所述针阀、所述球阀及所述压力表按照高压液体的流动方向设置在所述连接管路上。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的地面模拟试验装置，其特征在于，所述加热元件为加热套。