[實用新型]酸性氣田用密封圈試驗裝置

無效

• 申請號: 200820079926.4
• 申請日: 2008-04-14
• 公開（公告）號: CN201215543Y
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 董玉華;周瓊;張瑛;陳長風;叢川波;彭飛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01M3/02;G01M3/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃 健

技術領域

本實用新型涉及一種酸性氣田用密封圈試驗裝置，具體是一種測試高溫高壓高含硫化氫(H₂S)酸性氣田用的密封圈(如橡膠密封圈)的耐腐蝕性能和密封性能的試驗裝置。

背景技術

隨著石油工業的發展，石油和天然氣井開采深度逐漸提高，井下條件日益惡劣。高含硫氣田開發工程需要使用大量橡膠密封材料，但是高溫高壓H₂S/CO₂工況(最高P_H2S達到9MPa，最高P_CO2達到6MPa，實際溫度達到150℃)會對橡膠密封材料造成強烈侵蝕，密封失效會導致高含硫化氫天然氣泄漏事故的發生。H₂S是一種劇毒氣體，空氣中H₂S含量超過300ppm將對生命造成危險。因此，對氣田用橡膠密封材料及制品的性能和使用范圍提出了更高的要求。由于當前油田普遍使用的橡膠密封材料已經不能滿足復雜苛刻的井下工況，經常出現密封失效，從而需要研制開發新的密封材料代替目前常用的橡膠密封材料。為了考察新的密封材料是否滿足井下復雜工礦條件限制，在高溫高壓和高含H₂S環境下是否能夠安全可靠地密封，需要對其相關性能進行檢測。

目前關于橡膠的相關性能測試標準包括：ASTM?D1414-94標準涉及到O形橡膠密封圈的常規性能測試，如拉伸、壓縮、硬度、低溫性能、腐蝕、相對密度測試等；ASTM?D395-2003標準介紹了橡膠的壓縮永久變形的測試方法和相應試驗裝置；GB?1684-85標準是關于硫化橡膠短時間靜壓縮試驗方法，該標準中是將壓縮器放在一般的拉力試驗機上完成規定要求的；GB/T5720-93規定了實心硫化O形橡膠密封圈的硬度、拉伸性能、恒定形變壓縮永久變形、拉伸永久變形、熱空氣老化、壓縮應力松弛、耐液體、密度、腐蝕試驗和收縮率的試驗方法，其中提到了用圓板層疊式壓縮夾具來測定試樣的恒定形變壓縮永久變形；GB/T?1690-2006規定了硫化橡膠耐液體試驗方法。NACE?TM0296-02和NACE?TM?0187-03標準則分別規定了在酸性液體和氣體環境中彈性體材料性能的相關要求；加拿大IRP標準中V2，V14對鉆采過程中用的彈性體材料提出了相應的要求，性能測試則參照NACETM0296-02和NACE?TM?0187-03標準。這些相關標準中，在考察橡膠的壓縮永久變形、耐腐蝕性等性能時，都是單獨在某一個試驗裝置中完成的，而且只能單獨考慮液體環境的影響以及在靜態條件下的性能測試，沒有一個相關設備或試驗裝置能夠同時考察橡膠在不同工礦條件下的性能測試。

CN2115485U(特高硫化氫、二氧化碳腐蝕試驗罐)公開了一種用于酸性氣體試驗用的試驗裝置，該裝置要求耐硫化氫腐蝕；但該裝置在進行試驗時，是采用傳統的掛片法，即對片狀試樣進行試驗，不存在對密封圈試樣的密封性能進行測試的問題。

W.J.Sitton研究了油田/管道用O形密封圈耐酸性介質以及緩蝕劑的性能變化，自行設計了一種測量O形密封圈耐H₂S腐蝕的試驗裝置(W.J.Sitton，o?ring?elastomer?performance?in?laboratory?tests?with?oilfield/pipeline?corrosioninhibitors，corrosion，1983)，該試驗裝置是在內置于高溫高壓釜的一螺栓上層疊套設了多個用以固定試樣的夾具，能夠同時考慮O形密封圈試樣壓縮永久變形以及模擬實際工礦時的性能變化，試驗裝置比較簡單，并在一定程度上節約了試驗周期。但是，該裝置在測定O形密封圈的壓縮永久變形時無法準確給定壓縮永久變形量，而且只能測試O形密封圈在靜態條件下的性能變化，并不適用于實際的動態工礦條件。

CN2718567Y提供了一種動態高壓釜腐蝕試樣夾具，其是利用夾套將氣相試樣、氣液相試樣、液相試樣或其組合固定安裝在高溫高壓釜的旋轉軸上，可同時進行三種狀態的腐蝕評價試驗，以提高試驗效率。但該試樣夾具結構復雜，且要求試樣的側面向內傾斜一特定角度，并在試樣側面和內表面涂布硅膠，不適用于其它形狀的密封圈試樣的性能測試，也無法直接考察密封圈的密封性能。

因此，有必要對現有的密封圈試驗裝置進行改造，提供一種結構簡單、能同時考察密封圈在實際動態工礦條件下的多種性能以節約試驗周期的密封圈試驗裝置。

實用新型內容