CN109000914B - 一种环形密封总成密封本体的试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井密封装置技术领域，特别涉及一种环形密封总成密封本体的试验装置。该方案中的通用型环形密封总成测试装置就是可以为不同型号的密封总成进行测试，井口头与测试套管挂作为测试工装的主体结构，井口头上设有井口头内密封、第二锁环槽、井口头内密封面、井口头密封面、上部压力入口、下部压力入口，测试套管挂上设有测试套管挂密封面、测试套管挂坐挂台阶、套管挂台阶、第三密封和密封圈，送入载体上安装有O型圈、上部密封和第二密封。本发明提供了一种使用一套工装就可测试不同的密封总成的密封本体，同时可保证测试稳定性，适用于新研发的产品和现有产品检测的环形密封总成密封本体的试验装置。

Description

一种环形密封总成密封本体的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及石油钻井密封装置技术领域，特别涉及一种环形密封总成密封本体的试验装置及方法。

背景技术

由于整个深水用井口设备在国内还处于刚刚起步阶段，大多数公司采用的是仿造国外产品进行加工，也就缺乏测试这一环节。目前国外厂家对深水井口系统的密封总成进行测试，一般也有采取分步进行，就是先对密封部分进行单独压力测试，然后再对整个密封总成进行功能和压力测试，但是他们的工装只是针对自己公司的产品进行专门的测试，没有通用性，就是本公司不同的型号产品也要有不同的测试工装。

故急需一种使用一套工装就可测试不同的密封总成的密封本体，同时可保证测试稳定性，适用于新研发的产品和现有产品检测的环形密封总成密封本体的试验装置。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供了一种使用一套工装就可测试不同的密封总成的密封本体，同时可保证测试稳定性，适用于新研发的产品和现有产品检测的环形密封总成密封本体的试验装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明中一种环形密封总成密封本体的试验装置，井口头与测试套管挂作为测试工装的主体结构，还包括测试密封总成的送入载体和测试活塞，所述井口头上设有井口头内密封、第二锁环槽、井口头内密封面、井口头密封面、上部压力入口、下部压力入口、井口头坐挂台阶和井口头密封面，所述上部压力入口设置在下部压力入口的上方，所述测试套管挂上设有测试套管挂密封面、测试套管挂坐挂台阶、套管挂台阶、第三密封和密封圈，所述第三密封设在测试套管挂的下部，所述测试套管挂密封面设在测试套管挂的上部，所述送入载体与密封总成密封本体相连接，所述密封总成密封本体的外侧从上到下依次设置第一外部密封点、第二外部密封点和第三外部密封点，所述密封总成密封本体的内侧从上到下依次设置第一内部密封点、第二内部密封点和第三内部密封点，所述送入载体上安装有O型圈、上部密封和第二密封，所述送入载体上设有台阶，所述送入载体通过压力接口提供液压把自身压入到位，所述测试活塞的上方设有第一锁环槽，所述测试活塞上安装有第一密封，测试过程中，所述测试活塞上还安装第一锁环，所述第一锁环上安装有第一压环，所述测试活塞通过第一螺栓锁紧，所述第一螺栓通过拧紧螺纹拧紧固定，所述第一锁环上设有承载面，所述承载面压入到井口头的第一锁环槽内，所述第一压环的第一压环斜面挤压第一锁环的第一锁环承载台阶，通过第二压环的第二压环台阶面挤压第二锁环的第二锁环台阶面，使第二锁环的锁环台阶面压入到井口头的第二锁环槽内，并通过第二螺栓进行锁紧固定。

所述送入载体与密封总成密封本体通过拧紧螺纹连接固定。

所述送入载体上还装有指示杆，所述测试套管挂的底端安装有支撑架，所述支撑架上设有支撑座，通过固定位置指示表进行观测。以上设计是为了便于观察密封点的密封情况以及密封本体的承载能力。

所述送入载体与密封总成密封本体之间的连接还可采用锁环、嵌入式或固定销方式进行连接。

所述测试套管挂、送入载体和测试活塞的材质均选用耐腐蚀合金钢。

环形密封总成密封本体的试验装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：先把井口头立于一固定支座上部，然后把装有第三密封的测试套管挂坐于井口头内，按照密封总成密封本体的要求与送入载体进行连接，通过拧紧螺纹并进行固定；

S2：在送入载体上面安装第二密封，上部密封以及O型圈然后提起带有密封总成密封本体的送入载体总成，下入井口头内；

S3：安装带有第一密封的测试活塞装入井口头内，安装第一锁环以及第一压环，上紧第一螺栓通过拧紧螺纹，使得第一压环的第一压环斜面挤压第一锁环的第一锁环承载台阶把第一锁环撑开，直到第一锁环的承载面压入到井口头的第一锁环槽内；

S4：通过从压力接口提供液压把密封本体的送入载体压入到位，即送入载体的台阶与套管挂台阶接触，然后拆除第一压环、第一锁环以及测试活塞，把第二锁环压入到位，在压第二锁环的过程，通过第二压环的第二压环台阶面挤压锁环的第二锁环台阶面，直到锁环台阶面压入到井口头的第二锁环槽内，然后用第二螺栓进行固定，这时记录位置指示表的读数；

S5：再按照前面的步骤把测试活塞、第一锁环、第一压环通过第一螺栓和螺母安装到位，在测试之前为了保证测试的稳定性根据测试压力确定从压力接口提供一个背压，这时第一密封与井口头的井口头内密封有高压密封，在送入载体的O型圈与井口头内密封面实现密封；

S6：通过上部压力入口、密封总成密封本体进行设计压力测试，此时上部密封与井口头密封面实现密封，第二密封与测试套管挂密封面实现密封；

S7：在下部可以对测试密封总成的本体进行测试，分别对外部密封点第一外部密封点、第二外部密封点、第三外部密封点与井口头的密封面的密封状况以及内侧密封点第一内部密封点、第二内部密封点、第三内部密封点分别与测试套管挂的密封面的密封状况进行压力测试。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种使用一套工装就可测试不同的密封总成的密封本体，同时可保证测试稳定性，适用于新研发的产品和现有产品检测的环形密封总成密封本体的试验装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为环形密封总成密封本体的试验装置结构示意图。

附图标记说明

1.第一螺栓 2.第一压环 3.井口头 4.第一锁环 5.测试活塞

6.承载面 7.第一锁环槽 8.井口头内密封 9.第一密封 10.压力接口

11.第二压环 12.第二锁环 13.锁环台阶面 14.第二锁环槽

15.第二螺栓 16.O型圈 17.井口头内密封面 18.上部密封

19.井口头密封面 20.第二密封 21.测试套管挂密封面 22.台阶

23.拧紧螺纹 24.第一外部密封点 25.第二外部密封点

26.第三外部密封点 27.第一内部密封点 28.第二内部密封点

29.第三内部密封点 30.测试套管挂 31.上部压力入口

32.下部压力入口 33.测试套管挂坐挂台阶 34.井口头坐挂台阶

35.第三密封 37.密封圈 38.井口头密封面 39.第二压环台阶面

40.第二锁环台阶面 41.第一压环斜面 42.第一锁环承载台阶

43.支撑座 44.支撑架 45.指示杆 46.指示表 102.送入载体

103.拧紧螺纹 104.密封总成密封本体 202.套管挂台阶

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种环形密封总成密封本体的试验装置，如图1所示，井口头3与测试套管挂30作为测试工装的主体结构，包括测试密封总成的送入载体102和测试活塞5，井口头3上设有井口头内密封8、第二锁环槽14、井口头内密封面17、井口头密封面19、上部压力入口31、下部压力入口32、井口头坐挂台阶34和井口头密封面38，上部压力入口31设置在下部压力入口32的上方，测试套管挂30上设有测试套管挂密封面21、测试套管挂坐挂台阶33、第三密封35、密封圈37和套管挂台阶202，第三密封35设在测试套管挂30的下部，测试套管挂密封面21设在测试套管挂30的上部，送入载体102与密封总成密封本体104相连接，密封总成密封本体104的外侧从上到下依次设置第一外部密封点24、第二外部密封点25和第三外部密封点26，密封总成密封本体104的内侧从上到下依次设置第一内部密封点27、第二内部密封点28和第三内部密封点29，送入载体102上安装有O型圈16、上部密封18和第二密封20，送入载体102上设有台阶22，送入载体102通过压力接口10提供液压把自身压入到位，测试活塞5的上方设有第一锁环槽7，测试活塞5上安装有第一密封9，测试过程中，测试活塞5上还安装第一锁环4，第一锁环4上安装有第一压环2，测试活塞5通过第一螺栓1锁紧，第一螺栓1通过拧紧螺纹103拧紧固定，第一锁环4上设有承载面6，承载面6压入到井口头3的第一锁环槽7内，第一压环2的第一压环斜面41挤压第一锁环4的第一锁环承载台阶42，通过第二压环11的第二压环台阶面39挤压第二锁环12的第二锁环台阶面40，使第二锁环12的锁环台阶面13压入到井口头3的第二锁环槽14内，并通过第二螺栓15进行锁紧固定。送入载体102与密封总成密封本体104通过拧紧螺纹23连接固定。送入载体102上还装有指示杆45，所述测试套管挂30的底端安装有支撑架44，支撑架44上设有支撑座43，通过固定位置指示表46进行观测。以上设计是为了便于观察密封点的密封情况以及密封本体的承载能力。送入载体102与密封总成密封本体104之间的连接还可采用锁环、嵌入式或固定销方式进行连接。测试套管挂30、送入载体102和测试活塞5的材质均选用耐腐蚀合金钢。

以螺纹连接方式为例，先把井口头3立于一固定支座上部，然后把装有第三密封35的测试套管挂30坐于井口头3内，按照密封总成密封本体104的要求与送入载体102进行连接，通过拧紧螺纹23并进行固定，然后在送入载体102上面安装第二密封20,上部密封18以及O型圈16然后提起带有密封总成密封本体104的送入载体102总成，下入井口头3内，然后安装带有第一密封9的测试活塞5装入井口头3内，安装第一锁环4以及第一压环2，上紧第一螺栓1通过拧紧螺纹103，使得第一压环2的第一压环斜面41挤压第一锁环4的第一锁环承载台阶42把第一锁环4撑开，直到第一锁环4的承载面6压入到井口头3的第一锁环槽7内，然后通过从压力接口10提供液压把密封本体的送入载体102压入到位，即送入载体102的台阶22与套管挂台阶202接触，然后拆除第一压环2、第一锁环4以及测试活塞5，把第二锁环12压入到位，在压第二锁环12的过程，通过第二压环11的第二压环台阶面39挤压锁环的第二锁环台阶面40，直到锁环台阶面13压入到井口头3的第二锁环槽14内，然后用第二螺栓15进行固定，这时要记录位置指示表46的读数，在整个测试过程中这个读数将保持不变。然后再按照前面的步骤把测试活塞5、第一锁环4、第一压环2通过第一螺栓1和螺母安装到位，在测试之前为了保证测试的稳定性根据测试压力确定从压力接口10提供一个背压，这时第一密封9与井口头3的井口头内密封8有高压密封，在送入载体102的O型圈16与井口头内密封面17实现密封。然后可以通过上部压力入口31、密封总成密封本体104进行设计压力测试，此时上部密封18与井口头密封面19实现密封，第二密封20与测试套管挂密封面21实现密封。在下部可以对测试密封总成的本体进行测试，分别对外部密封点第一外部密封点24、第二外部密封点25、第三外部密封点26与井口头3的密封面的密封状况以及内侧密封点第一内部密封点27、第二内部密封点28、第三内部密封点29分别与测试套管挂的密封面的密封状况进行压力测试。也可通过下部压力入口32对密封本体进行反向测试，同时根据测试压力的高低可以检测测试套管挂坐挂台阶33与井口头3的井口头坐挂台阶34的承载能力进行测试，在测试套管挂的下部还装有密封圈37与井口头3的井口头密封面38进行辅助密封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种环形密封总成密封本体的试验装置，井口头与测试套管挂作为测试工装的主体结构，其特征在于，还包括测试密封总成的送入载体和测试活塞，所述井口头上设有井口头内密封、第二锁环槽、井口头内密封面、井口头密封面、上部压力入口、下部压力入口、井口头坐挂台阶和井口头密封面，所述上部压力入口设置在下部压力入口的上方，所述测试套管挂上设有测试套管挂密封面、测试套管挂坐挂台阶、套管挂台阶、第三密封和密封圈，所述第三密封设在测试套管挂的下部，所述测试套管挂密封面设在测试套管挂的上部，所述送入载体与密封总成密封本体相连接，所述密封总成密封本体的外侧从上到下依次设置第一外部密封点、第二外部密封点和第三外部密封点，所述密封总成密封本体的内侧从上到下依次设置第一内部密封点、第二内部密封点和第三内部密封点，所述送入载体上安装有O型圈、上部密封和第二密封，所述送入载体上设有台阶，所述送入载体通过压力接口提供液压把自身压入到位，所述测试活塞的上方设有第一锁环槽，所述测试活塞上安装有第一密封，测试过程中，所述测试活塞上还安装第一锁环，所述第一锁环上安装有第一压环，所述测试活塞通过第一螺栓锁紧，所述第一螺栓通过拧紧螺纹拧紧固定，所述第一锁环上设有承载面，所述承载面压入到井口头的第一锁环槽内，所述第一压环的第一压环斜面挤压第一锁环的第一锁环承载台阶，通过第二压环的第二压环台阶面挤压第二锁环的第二锁环台阶面，使第二锁环的锁环台阶面压入到井口头的第二锁环槽内，并通过第二螺栓进行锁紧固定，所述送入载体与密封总成密封本体通过拧紧螺纹连接固定，所述送入载体上还装有指示杆，所述测试套管挂的底端安装有支撑架，所述支撑架上设有支撑座，通过固定位置指示表进行观测，所述测试套管挂、送入载体和测试活塞的材质均选用耐腐蚀合金钢。

2.根据权利要求1所述的一种环形密封总成密封本体的试验装置，其特征在于，所述送入载体与密封总成密封本体之间的连接还可采用锁环、嵌入式或固定销方式进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种环形密封总成密封本体的试验装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：先把井口头立于一固定支座上部，然后把装有第三密封的测试套管挂坐于井口头内，按照密封总成密封本体的要求与送入载体进行连接，通过拧紧螺纹并进行固定；

S2：在送入载体上面安装第二密封，上部密封以及O型圈然后提起带有密封总成密封本体的送入载体总成，下入井口头内；

S3：安装带有第一密封的测试活塞装入井口头内，安装第一锁环以及第一压环，上紧第一螺栓通过拧紧螺纹，使得第一压环的第一压环斜面挤压第一锁环的第一锁环承载台阶把第一锁环撑开，直到第一锁环的承载面压入到井口头的第一锁环槽内；

S4：通过从压力接口提供液压把密封本体的送入载体压入到位，即送入载体的台阶与套管挂台阶接触，然后拆除第一压环、第一锁环以及测试活塞，把第二锁环压入到位，在压第二锁环的过程，通过第二压环的第二压环台阶面挤压锁环的第二锁环台阶面，直到锁环台阶面压入到井口头的第二锁环槽内，然后用第二螺栓进行固定，这时记录位置指示表的读数；

S5：再按照前面的步骤把测试活塞、第一锁环、第一压环通过第一螺栓和螺母安装到位，在测试之前为了保证测试的稳定性根据测试压力确定从压力接口提供一个背压，这时第一密封与井口头的井口头内密封有高压密封，在送入载体的O型圈与井口头内密封面实现密封；

S6：通过上部压力入口、密封总成密封本体进行设计压力测试，此时上部密封与井口头密封面实现密封，第二密封与测试套管挂密封面实现密封；

S7：在下部可以对测试密封总成的本体进行测试，分别对外部密封点第一外部密封点、第二外部密封点、第三外部密封点与井口头的密封面的密封状况以及内侧密封点第一内部密封点、第二内部密封点、第三内部密封点分别与测试套管挂的密封面的密封状况进行压力测试。