CN216559583U - 一种盘根密封性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盘根密封性能试验装置,其包括：装置本体，装置本体上形成有贯穿的腔体，腔体的部分区域径向变大以形成用于放置盘根密封的填料腔，装置本体内形成有与腔体相连通的模拟高压腔，装置本体上形成有与模拟高压腔相连通的模拟压力入口，模拟压力入口用于输入高压介质；和内筒体，密封套设于腔体内，同时，能够沿轴向往复运动。其中，装置本体上还密封设有加热部件，加热部件的加热端位于模拟高压腔的内部，以可控制地对模拟高压腔内的介质进行加热。本实用新型的盘根密封性能试验装置能够满足盘根密封的多种实验要求。

Description

一种盘根密封性能试验装置

技术领域

本实用新型属于海上钻井与勘探领域，具体涉及一种盘根密封性能试验装置。

背景技术

海洋油气资源非常丰富，随着经济快速发展和陆上油气勘探的日趋成熟,对海洋油气资源的勘探与开发已逐步成为全球油气利用的热点，近些年来全球多数重大油气发现位于海上，其中一半位于深水。伸缩节是海洋深水钻井必须的重大装备，伸缩节上的盘根密封起封隔泥浆的作用，一旦该处密封漏失，泥浆将外流污染海洋。

伸缩节盘根密封工作时一直处于带压磨损的状态，工作一段时间后磨损达到一定程度不能密封泥浆就必须更换新盘根密封，除国外设备原生产厂家外，目前国内还没有专业生产伸缩节盘根密封的厂家，有部分密封生产厂家加工的盘根密封只做了密封和疲劳试验，没有做磨损试验、高温试验等全套性能验证试验。根据API 16F的要求，新设计生产的盘根密封需要进行压力试验、疲劳试验、磨损试验和高温试验等性能验证试验。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种盘根密封性能试验装置，以满足盘根密封的多种实验要求。

本申请提供了一种盘根密封性能试验装置，包括：装置本体，装置本体上形成有贯穿的腔体，腔体的部分区域径向变大以形成用于放置盘根密封的填料腔，装置本体内形成有与腔体相连通的模拟高压腔，装置本体上形成有与模拟高压腔相连通的模拟压力入口，模拟压力入口用于输入高压介质；和内筒体，密封套设于腔体内，同时，能够沿轴向往复运动。其中，装置本体上还密封设有加热部件，加热部件的加热端位于模拟高压腔的内部，以可控制地对模拟高压腔内的介质进行加热。

在一些实施例中，填料腔包括靠近内筒体的填料部和远离内筒体的压力腔部，装置本体上还形成有与压力腔部相连通的控制压力入口，控制压力入口用于输入高压介质。

在一些实施例中，模拟高压腔的两侧均形成有填料腔。

在一些实施例中，装置本体包括：壳体，套设于内筒体的外周壁上；和侧边固定法兰，与壳体的两端密封固定连接，且密封套设于内筒体的外周壁上。其中，模拟压力入口、控制压力入口以及加热部件均设于壳体上，填料腔和模拟高压腔均构造为环形腔体。

在一些实施例中，还包括控制装置，设于装置本体的外部，控制装置通过控制线缆连接加热部件，以用于控制加热部件。

在一些实施例中，还包括保温层，保温层包裹于装置本体的外周壁。

在一些实施例中，还包括牵引机构，牵引机构包括：架体，架体的中部设有试验平台，装置本体的轴线沿竖直方向固定于试验平台上；驱动装置，固定在架体上，驱动装置包括第一牵引端和第二牵引端，第一牵引端和第二牵引端通过牵引绳分别与内筒体的两端相连。

在一些实施例中，还包括导向滑轮组，导向滑轮组分别设于架体的顶部和底部，牵引绳通过导向滑轮组分别与内筒体的两端相连。

在一些实施例中，导向滑轮组包括至少两个定滑轮。

本实用新型的盘根密封性能试验装置，一方面，能够完成新设计生产的盘根密封的压力试验、疲劳试验、磨损试验和高温试验等，基于API 16F要求的盘根密封性能验证的试验；另一方面，做高温试验采用加热部件，利用这种方法可避免使用大型恒温箱，试验时能够更为方便地观察有无压力漏失的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置的一些实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置的一些实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种盘根密封性能试验装置做进一步详细的描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置100的结构。如图1所示，该盘根密封性能试验装置100包括：装置本体1，装置本体1上形成有贯穿的腔体11，腔体11的部分区域径向变大以形成用于放置盘根密封的填料腔12，装置本体1内形成有与腔体11相连通的模拟高压腔13，装置本体1上形成有与模拟高压腔13相连通的模拟压力入口131，模拟压力入口131用于输入高压介质；和内筒体2，密封套设于腔体11内，同时，能够沿轴向往复运动。其中，装置本体1上还密封设有加热部件3，加热部件3的加热端位于模拟高压腔13的内部，以可控制地对模拟高压腔13内的介质进行加热。

本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置100在使用时，在填料腔12内填充待性能试验的盘根密封，同时，将内筒体2安装至腔体11内，以使得盘根密封套设于内筒体2上，以使得盘根密封与内筒体2形成密封连接。本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置100可根据具体的试验需求，对盘根密封进行不同的性能试验。具体包括：

1)密封试验。具体的操作方式为：通过模拟压力入口131输入高压介质，并观察试验压力的稳定情况。若压力的稳定性良好，则密封效果良好，反之，则密封效果较差；

2)高温试验。具体的操作方式为：控制加热部件3实施加热，以将整个盘根密封性能试验装置100加热到试验要求的温度，随后通过模拟压力入口131输入高压介质，并观察试验压力的稳定情况。若压力的稳定性良好，则密封效果良好，反之，则密封效果较差；

3)往复和磨损试验。具体的操作方式为：在以上两种的任一状态下，若压力保持稳定，则通过内筒体2的往复运动，进行往复和磨损试验。

通过上述设置，本申请的盘根密封性能试验装置100，一方面，能够完成新设计生产的盘根密封的压力试验、疲劳试验、磨损试验和高温试验等，基于API 16F要求的盘根密封性能验证的试验；另一方面，做高温试验采用加热部件3，利用这种方法可避免使用大型恒温箱，试验时能够更为方便地观察有无压力漏失的问题。

需要说明的是，本申请中所提到的高压介质可例如为高压气体或液体。本申请中所提到的加热部件3可选用耐高压的加热棒。本申请中的加热部件3可设置为多个。

请参照图1，在一些实施例中，填料腔12可包括靠近内筒体2的填料部121和远离内筒体2的压力腔部122，装置本体1上还可形成有与压力腔部122相连通的控制压力入口123，控制压力入口123用于输入高压介质。

本申请中的填料腔12内还形成有压力腔部122，在上述试验过程中，通过控制压力入口123能够输入高压介质，以使得盘根密封在压力的作用下与内筒体2更紧密的贴合和抱紧，以进一步的提高盘根密封的密封性能。通过该设置，一方面，使得盘根密封在试验过程中的状态与盘根密封的带压使用状态相符，从而使得试验结果更为相近和准确；另一方面，在往复和磨损试验中，通过调节压力腔部122内的压力，使得盘根密封持续抱紧内筒体2。这样能够保持良好密封的同时，还能够更为极限的试验盘根密封的耐磨性能。

请参照图1，在一些实施例中，模拟高压腔13的两侧均可形成有填料腔12。通过该设置，本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置100构造成双盘根密封串联试验结构。通过该结构，一次可试验两种不同规格的盘根密封，且在做磨损试验时，还可对比出不同的盘根密封在相同试验条件下的各种密封性能；另外，双盘根密封串联试验结构，能够通过同一个模拟高压腔13同时对盘根密封进行试验，这样还不需使用额外的储能装置来稳定试验的压力。

请参照图1，在一些实施例中，装置本体1可包括：壳体14，套设于内筒体2的外周壁上；和侧边固定法兰15，与壳体14的两端密封固定连接，且密封套设于内筒体2的外周壁上。其中，模拟压力入口131、控制压力入口123以及加热部件3均设于壳体14上，填料腔12和模拟高压腔13均构造为环形腔体11。本申请中的装置本体1的端面采用侧边固定法兰15的连接方式，以能够便于盘根密封的拆卸与安装。

请参照图1，在一些实施例中，还可包括控制装置4，设于装置本体1的外部，控制装置4通过控制线缆连接加热部件3，以用于控制加热部件3。

在一些实施例中，还可包括保温层(图中未示出)，保温层包裹于装置本体1的外周壁。本申请中的保温层可为气凝胶垫。通过该设置，通过加热部件3对装置进行加热时，通过设置保温层能够在做高温试压试验时不需要大型的恒温加热箱，从而使得本实用新型实施例的盘根密封性能试验装置100的操作简单，可直接观察在试验过程中压力是否有漏失。

请参照图2，在一些实施例中，还可包括牵引机构5，牵引机构5可包括：架体51，架体51的中部设有试验平台52，装置本体1的轴线沿竖直方向固定于试验平台52上；驱动装置53，固定在架体51上，驱动装置53包括第一牵引端531和第二牵引端532，第一牵引端531和第二牵引端532通过牵引绳54分别与内筒体2的两端相连。

本申请中的牵引机构5模拟了现场使用工况，采用立式结构，由主框架、驱动装置53(如电机)、牵引绳54组成，本申请的装置本体1安装固定于框架中间。通过该设置，一方面，使得试验过程无需更多的人为参与，使得试验过程智能化；另一方面，采用立式结构模拟现场使用工况，还使得试验结果与实际的使用状态更为吻合。

请参照图2，在一些实施例中，还可包括导向滑轮组55，导向滑轮组55分别设于架体51的顶部和底部，牵引绳54通过导向滑轮组55分别与内筒体2的两端相连。通过该设置，可使得牵引绳54的牵引的稳定性更好。

在一些实施例中，导向滑轮组55可包括至少两个定滑轮。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种盘根密封性能试验装置，其特征在于，包括：

装置本体，所述装置本体上形成有贯穿的腔体，所述腔体的部分区域径向变大以形成用于放置盘根密封的填料腔，所述装置本体内形成有与所述腔体相连通的模拟高压腔，所述装置本体上形成有与所述模拟高压腔相连通的模拟压力入口，所述模拟压力入口用于输入高压介质；和

内筒体，密封套设于所述腔体内，同时，能够沿轴向往复运动；

其中，所述装置本体上还密封设有加热部件，所述加热部件的加热端位于所述模拟高压腔的内部，以可控制地对所述模拟高压腔内的介质进行加热。

2.根据权利要求1所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，所述填料腔包括靠近所述内筒体的填料部和远离所述内筒体的压力腔部，所述装置本体上还形成有与所述压力腔部相连通的控制压力入口，所述控制压力入口用于输入高压介质。

3.根据权利要求2所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，所述模拟高压腔的两侧均形成有所述填料腔。

4.根据权利要求3所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，所述装置本体包括：

壳体，套设于所述内筒体的外周壁上；和

侧边固定法兰，与所述壳体的两端密封固定连接，且密封套设于所述内筒体的外周壁上；

其中，所述模拟压力入口、所述控制压力入口以及所述加热部件均设于所述壳体上，所述填料腔和所述模拟高压腔均构造为环形腔体。

5.根据权利要求4所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，还包括控制装置，设于所述装置本体的外部，所述控制装置通过控制线缆连接所述加热部件，以用于控制所述加热部件。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，还包括保温层，所述保温层包裹于所述装置本体的外周壁。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，还包括牵引机构，所述牵引机构包括：

架体，所述架体的中部设有试验平台，所述装置本体的轴线沿竖直方向固定于所述试验平台上；

驱动装置，固定在所述架体上，所述驱动装置包括第一牵引端和第二牵引端，所述第一牵引端和所述第二牵引端通过牵引绳分别与所述内筒体的两端相连。

8.根据权利要求7所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，还包括导向滑轮组，所述导向滑轮组分别设于所述架体的顶部和底部，所述牵引绳通过所述导向滑轮组分别与所述内筒体的两端相连。

9.根据权利要求8所述的盘根密封性能试验装置，其特征在于，所述导向滑轮组包括至少两个定滑轮。

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