CN110095236A - 一种封隔器胶筒密封性能测试装置 - Google Patents

一种封隔器胶筒密封性能测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110095236A
CN110095236A CN201910407775.3A CN201910407775A CN110095236A CN 110095236 A CN110095236 A CN 110095236A CN 201910407775 A CN201910407775 A CN 201910407775A CN 110095236 A CN110095236 A CN 110095236A
Authority
CN
China
Prior art keywords
packing element
cylinder barrel
measured
texture
subsidiary
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.)
Granted
Application number
CN201910407775.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110095236B (zh
Inventor
郭飞
黄毅杰
宋炜
项冲
贾晓红
王玉明
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.)
Tianding Lian Sealing Technology (beijing) Co Ltd
Tsinghua University
Original Assignee
Tianding Lian Sealing Technology (beijing) Co Ltd
Tsinghua University
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 Tianding Lian Sealing Technology (beijing) Co Ltd, Tsinghua University filed Critical Tianding Lian Sealing Technology (beijing) Co Ltd
Priority to CN201910407775.3A priority Critical patent/CN110095236B/zh
Publication of CN110095236A publication Critical patent/CN110095236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110095236B publication Critical patent/CN110095236B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
    • 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
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种封隔器胶筒密封性能测试装置，包括实验缸体与辅助测量织构，通过液压系统实现使待测胶筒产生径向变化而与阶梯空心轴以及缸筒接触，通过进水管和出水管实现缸筒底部加压和加热，模拟真实工况加载；测试过程中，通过压力表的压力波动变化快速实现泄漏部位的判断；密封性能测试结束后，通过对辅助测量织构形貌的观测，获得待测胶筒内圈环形表面和待测胶筒外圈环形表面的接触变形情况。

Description

一种封隔器胶筒密封性能测试装置
技术领域
本发明属于封隔器密封技术领域，特别涉及一种封隔器胶筒密封性能测试装置。
背景技术
封隔器是为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术措施的需要，由钢体、胶筒、控制部分构成的井下分层封隔的专用工具。试油、采油、注水和油层改造都需要相应类型的封隔器，根据工艺技术的需要选取合适的封隔器或封隔器组，完成对油层的措施技术。按密封实现方式封隔器可分为自封式、扩张式、压缩式和组合式等，实际作业中主要采用的是压缩式封隔器，其工作原理是在外力(机械力或液压力)的作用下形成轴向力压缩胶筒，使胶筒内径变小及外径变大以填充密封环形间隙，防止流体通过而隔绝产层。
近几十年，随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方面发展，对封隔器提出了更高的要求。作为封隔器核心部件，胶筒性能好坏将直接影响油水井开采的使用及其效率，因此在实际作业前，需要通过合理且严格的密封性能检测技术以对胶筒成品进行评估。针对扩张式封隔器，密封泄漏通道主要产生于胶筒内外圈与接触面贴合的部位，泄漏部位及密封面接触情况将是其密封性能最关键的评价指标而直接影响到胶筒成品的检测，因此对封隔器胶筒作用时泄漏区域和接触面的判断与分析异常重要。而目前针对扩展式封隔器胶筒的密封性能测试装置不够成熟，难以通过泄漏部位的判断并结合密封面接触情况的分析以进行完整的密封性能评价。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种封隔器胶筒密封性能测试装置，可以实现泄漏部位的判断和密封面接触情况的分析。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种封隔器胶筒密封性能测试装置，包括缸筒5，其特征在于，所述缸筒5与缸筒盖19通过螺栓进行连接，所述缸筒5底部中央连通位于其外部的第一气压检测管12，所述缸筒5下部连接有进水管15和出水管8，所述缸筒盖19上部连接有第二气压检测管3，第一气压检测管12上安装有第一压力表11，进水管15上安装有第二压力表16，出水管8上安装有第三压力表7，第二气压检测管3上安装有第四压力表2，在缸筒5内的底部中心固定有与缸筒5同轴的阶梯空心轴10，阶梯空心轴10上端为细轴，且上端的细轴上套有待测胶筒17和加载筒1，加载筒1在待测胶筒17上方，加载筒1与一个液压系统相连，待测胶筒17的外壁与缸筒盖19的内壁接触。
所述缸筒5与缸筒盖19之间有第五静密封件20，所述第一气压检测管12与缸筒5之间有第一静密封件13，进水管15与缸筒5之间有第二静密封件14，出水管8与缸筒5之间有第三静密封件9，第二气压检测管3与缸筒盖19之间有第四静密封件4，所述加载筒1与缸筒盖19之间有耐磨件21。
所述阶梯空心轴10与待测胶筒17接触的环形表面加工有第一辅助测量织构6，缸筒5与待测胶筒17接触的环形表面加工有第二辅助测量织构18，通过对阶梯空心轴10上第一辅助测量织构6形貌的观测，获得待测胶筒17内圈环形表面的接触变形情况；通过对缸筒5上第二辅助测量织构18形貌的观测，获得待测胶筒17外圈环形表面的接触变形情况。
所述第一辅助测量织构6覆盖阶梯空心轴10与待测胶筒17完整的接触区域，第二辅助测量织构18覆盖缸筒5与待测胶筒17完整的接触区域。
所述第一辅助测量织构6和第二辅助测量织构18的几何形状为正六边形，但不局限于正六边形，也可以为具有对称结构的菱形等形状。
当所述对称形状为正六边形时，所述第一辅助测量织构6和第二辅助测量织构18的边长范围为0.2～0.6μm，高度范围为1～3μm，且高度一致，所述的正六边形织构的长对角线沿周向方向。
根据第一压力表11压力波动变化判断阶梯空心轴10与待测胶筒17接触的环形表面是否产生泄漏，根据第四压力表2压力波动变化判断缸筒5与待测胶筒17接触的环形表面是否产生泄漏。
所述阶梯空心轴10上端细轴上开有环形槽，环形槽底端在加载筒1和待测胶筒17的接触面之下，例如可距加载筒1和待测胶筒17接触面约3～5mm。
所述环形槽开有通气孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用阶梯空心轴上端细轴处的环形槽，及环形槽开设的通气孔，将阶梯空心轴与待测胶筒密封面间的泄漏转移至阶梯空心轴内部，同时排除该密封面泄漏对缸筒与待测胶筒密封面间泄漏的影响。
2、在胶筒密封性能测试过程中，根据第一压力表和第四压力表的压力波动变化可快速实现泄漏部位的判断。
3、在胶筒密封性能测试结束后，通过对阶梯空心轴上第一辅助测量织构形貌的观测，获得待测胶筒内圈环形表面的接触变形情况。
4、在胶筒密封性能测试结束后，通过对缸筒上第二辅助测量织构形貌的观测，获得待测胶筒外圈环形表面的接触变形情况。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为正六边形表面织构在阶梯空心轴和缸筒上的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种封隔器胶筒密封性能测试装置，包括实验缸体与辅助测量织构，其中实验缸体包括缸筒5，在缸筒5底部中央连通位于其外部的第一气压检测管12，下部连接有进水管15和出水管8，上部连接有第二气压检测管3，第一气压检测管12上安装有第一压力表11，进水管15上安装有第二压力表16，出水管8上安装有第三压力表7，第二气压检测管3上安装有第四压力表2。第一气压检测管12与缸筒5之间有第一静密封件13，进水管15与缸筒5之间有第二静密封件14，出水管8与缸筒5之间有第三静密封件9，第二气压检测管3与缸筒5之间有第四静密封件4。
根据第一压力表11压力波动变化判断阶梯空心轴10与待测胶筒17接触的环形表面是否产生泄漏，根据第四压力表2压力波动变化判断缸筒5与待测胶筒17接触的环形表面是否产生泄漏。其原理为：只要压力表发生变化，即可认为产生泄漏，亦可通过这两个压力表示数发生变化的顺序判断哪个位置先发生泄漏。第四压力表2和第三压力表7则用于监测进水和出水时的压力。
在缸筒5内的底部中心固定有与缸筒5同轴的阶梯空心轴10，阶梯空心轴10上端为细轴，且上端的细轴上套有待测胶筒17和加载筒1，加载筒1在待测胶筒17上方，加载筒1与一个液压系统相连，待测胶筒17的外壁与缸筒5的内壁接触，加载筒1与缸筒盖19之间有耐磨件21。阶梯空心轴10上端细轴上开有环形槽，环形槽开有通气孔，可用于判断阶梯空心轴10与待测胶筒17接触的环形表面是否产生泄漏。环形槽底端在加载筒1和待测胶筒17的接触面之下，例如可距加载筒1和待测胶筒17接触面约3～5mm。
阶梯空心轴10与待测胶筒17接触的环形表面加工有第一辅助测量织构6，缸筒5与待测胶筒17接触的环形表面加工有第二辅助测量织构18，第一辅助测量织构6覆盖阶梯空心轴10与待测胶筒17完整的接触区域，第二辅助测量织构18覆盖缸筒5与待测胶筒17完整的接触区域。通过对阶梯空心轴10上第一辅助测量织构6形貌的观测(可通过能够伸入的形貌观测设备进行观测)，获得待测胶筒17内圈环形表面的接触变形情况；通过对缸筒5上第二辅助测量织构18形貌的观测，获得待测胶筒17外圈环形表面的接触变形情况。其原理是：根据装置工作后不同区域织构的高度变化判断接触变形的大小，高度受压减小的越多，该区域的接触变形越大。
如图2所示，第一辅助测量织构6和第二辅助测量织构18的几何形状为正六边形，但不局限于正六边形，也可以为具有对称结构的菱形等形状，可以通过激光加工获得，采用激光加工可保证织构成品的均匀性和一致性。第一辅助测量织构6和第二辅助测量织构18的边长范围为0.2～0.6μm，高度范围为1～3μm，且高度一致，其中，正六边形织构的长对角线的方向沿阶梯空心轴10与待测胶筒17的圆柱面周向。
本发明的工作原理为：测试过程中，加载筒1通过液压系统实现下移，加载筒1将力施加在待测胶筒17上，使待测胶筒17产生径向变化而与阶梯空心轴10以及缸筒5接触，通过进水管15和出水管8实现缸筒5底部加压和加热，进水的时候同时实现加热和加压，如果产生泄漏，从出水管8将水排出。模拟真实工况加载；根据测试过程中第一压力表11和第四压力表2的压力波动变化快速实现泄漏部位的判断；密封性能测试结束后，通过对阶梯空心轴10上第一辅助测量织构形貌6和缸筒上第二辅助测量织构形貌18的观测，分别获得待测胶筒17内圈环形表面和待测胶筒17外圈环形表面的接触变形情况。

Claims (10)

1.一种封隔器胶筒密封性能测试装置，包括缸筒(5)，其特征在于，所述缸筒(5)与缸筒盖(19)通过螺栓进行连接，所述缸筒(5)底部中央连通位于其外部的第一气压检测管(12)，所述缸筒(5)下部连接有进水管(15)和出水管(8)，所述缸筒盖(19)上部连接有第二气压检测管(3)，第一气压检测管(12)上安装有第一压力表(11)，进水管(15)上安装有第二压力表(16)，出水管(8)上安装有第三压力表(7)，第二气压检测管(3)上安装有第四压力表(2)，在缸筒(5)内的底部中心固定有与缸筒(5)同轴的阶梯空心轴(10)，阶梯空心轴(10)上端为细轴，且上端的细轴上套有待测胶筒(17)和加载筒(1)，加载筒(1)在待测胶筒(17)上方，加载筒(1)与一个液压系统相连，待测胶筒(17)的外壁与缸筒盖(19)的内壁接触。
2.根据权利要求1所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述缸筒(5)与缸筒盖(19)之间有第五静密封件(20)，所述第一气压检测管(12)与缸筒(5)之间有第一静密封件(13)，进水管(15)与缸筒(5)之间有第二静密封件(14)，出水管(8)与缸筒(5)之间有第三静密封件(9)，第二气压检测管(3)与缸筒盖(19)之间有第四静密封件(4)，所述加载筒(1)与缸筒盖(19)之间有耐磨件(21)。
3.根据权利要求1所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述阶梯空心轴(10)与待测胶筒(17)接触的环形表面加工有第一辅助测量织构(6)，缸筒(5)与待测胶筒(17)接触的环形表面加工有第二辅助测量织构(18)，通过对阶梯空心轴(10)上第一辅助测量织构(6)形貌的观测，获得待测胶筒(17)内圈环形表面的接触变形情况；通过对缸筒(5)上第二辅助测量织构(18)形貌的观测，获得待测胶筒(17)外圈环形表面的接触变形情况。
4.根据权利要求3所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述第一辅助测量织构(6)覆盖阶梯空心轴(10)与待测胶筒(17)完整的接触区域，第二辅助测量织构(18)覆盖缸筒(5)与待测胶筒(17)完整的接触区域。
5.根据权利要求3或4所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述第一辅助测量织构(6)和第二辅助测量织构(18)的几何形状为对称形状。
6.根据权利要求5所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述对称形状为正六边形或菱形。
7.根据权利要求6所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，当所述对称形状为正六边形时，所述第一辅助测量织构(6)和第二辅助测量织构(18)的边长范围为0.2～0.6μm，高度范围为1～3μm，且高度一致，所述的正六边形织构的长对角线沿周向方向。
8.根据权利要求1所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，根据第一压力表(11)压力波动变化判断阶梯空心轴(10)与待测胶筒(17)接触的环形表面是否产生泄漏，根据第四压力表(2)压力波动变化判断缸筒(5)与待测胶筒(17)接触的环形表面是否产生泄漏。
9.根据权利要求1所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述阶梯空心轴(10)上端细轴上开有环形槽，环形槽底端在加载筒(1)和待测胶筒(17)的接触面之下。
10.根据权利要求7所述封隔器胶筒密封性能测试装置，其特征在于，所述环形槽开有通气孔。
CN201910407775.3A 2019-05-15 2019-05-15 一种封隔器胶筒密封性能测试装置 Active CN110095236B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910407775.3A CN110095236B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种封隔器胶筒密封性能测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910407775.3A CN110095236B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种封隔器胶筒密封性能测试装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110095236A true CN110095236A (zh) 2019-08-06
CN110095236B CN110095236B (zh) 2020-05-12

Family

ID=67448340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910407775.3A Active CN110095236B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种封隔器胶筒密封性能测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110095236B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061861A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 中国石油天然气集团有限公司 一种密封胶筒的加载装置和密封胶筒的密封性测试装置
CN117109828A (zh) * 2023-08-24 2023-11-24 连云港金辰实业有限公司 一种用于主泵密封组件拆装的辅助监测装置及使用方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59112240A (ja) * 1982-12-20 1984-06-28 Hitachi Ltd 配管耐圧用治具
US4634917A (en) * 1984-12-26 1987-01-06 Battelle Memorial Institute Active multi-layer piezoelectric tactile sensor apparatus and method
CN102644000A (zh) * 2012-02-20 2012-08-22 上海交通大学 一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法
CN204188353U (zh) * 2014-10-23 2015-03-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 封隔器胶筒密封性能检测装置
CN104695893A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 中国石油化工股份有限公司 封隔器胶筒接触应力试验装置及方法
CN204536125U (zh) * 2015-03-03 2015-08-05 中国石油天然气股份有限公司 一种高温封隔器胶筒的试验检测装置
CN105509971A (zh) * 2016-02-18 2016-04-20 天鼎联创密封技术（北京）有限公司 胶筒密封性能的检测装置及检测方法
CN109740297A (zh) * 2019-03-01 2019-05-10 湖南科技大学 一种高频液压冲击活塞副的能耗分析方法及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59112240A (ja) * 1982-12-20 1984-06-28 Hitachi Ltd 配管耐圧用治具
US4634917A (en) * 1984-12-26 1987-01-06 Battelle Memorial Institute Active multi-layer piezoelectric tactile sensor apparatus and method
CN102644000A (zh) * 2012-02-20 2012-08-22 上海交通大学 一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法
CN104695893A (zh) * 2013-12-09 2015-06-10 中国石油化工股份有限公司 封隔器胶筒接触应力试验装置及方法
CN204188353U (zh) * 2014-10-23 2015-03-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 封隔器胶筒密封性能检测装置
CN204536125U (zh) * 2015-03-03 2015-08-05 中国石油天然气股份有限公司 一种高温封隔器胶筒的试验检测装置
CN105509971A (zh) * 2016-02-18 2016-04-20 天鼎联创密封技术（北京）有限公司 胶筒密封性能的检测装置及检测方法
CN109740297A (zh) * 2019-03-01 2019-05-10 湖南科技大学 一种高频液压冲击活塞副的能耗分析方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061861A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 中国石油天然气集团有限公司 一种密封胶筒的加载装置和密封胶筒的密封性测试装置
CN117109828A (zh) * 2023-08-24 2023-11-24 连云港金辰实业有限公司 一种用于主泵密封组件拆装的辅助监测装置及使用方法
CN117109828B (zh) * 2023-08-24 2024-02-20 连云港金辰实业有限公司 一种用于主泵密封组件拆装的辅助监测装置及使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110095236B (zh) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110095236A (zh) 一种封隔器胶筒密封性能测试装置
CN113803009B (zh) 一种用于大型率定岩样的高温高压环境模拟舱
CN106370542A (zh) 一种全海深模拟摩擦腐蚀学试验台的密封与冷却系统
CN108071377B (zh) 桥式机构小流量长效配水器
CN202229870U (zh) 一种石油钻井冲击器性能测试装置
CN205449453U (zh) 一种水平定向钻穿越冲击钻具性能测试装置
CN105465101A (zh) 一种液压油缸内泄漏检测设备及装置
CN105092383B (zh) 封隔器胶筒坐封可视化试验装置
CN106023761A (zh) 一种断层突水突泥模拟设备及试验方法
CN110926954B (zh) 一种真三轴条件下分段水力压裂试验装置和试验方法
CN211314158U (zh) 一种改进的封隔器的骨架胶筒
CN105092108B (zh) 一种可测量胶筒内外径向接触应力的测试环
CN107178363A (zh) 套变井找漏管柱及其找漏工艺
CN207636225U (zh) 一种隧道内地应力测试装置
CN216198040U (zh) 一种模拟井下工具实际工况的模拟系统
CN107748032B (zh) 一种超高压柱塞泵柱塞副间隙分布压力测量装置
CN110687032A (zh) 泥浆动态污染实验系统
CN109138906A (zh) 模拟井下固井水泥环综合性能的测试装置及方法
CN104266826A (zh) 水力振荡轴向冲击室内实验装置及实验方法
CN210221647U (zh) 单裂缝岩石等效有效应力系数测试装置
CN216642057U (zh) 一种环空封隔试验装置
CN207600699U (zh) 一种自动打压的lwd密封性测试装置
CN207395989U (zh) 一种法兰阀门密封测试装置
CN208830994U (zh) 水力锚锚定力测试装置
CN108708683B (zh) 一种油井环保防偏磨井口装置

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant