[發明專利]一種封隔器膠筒接觸力測試裝置

有效

• 申請號: 201910403359.6
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110095219B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 郭飛;項沖;宋煒;黃毅杰;賈曉紅;王玉明
• 申請（專利權）人: 清華大學;天鼎聯創密封技術（北京）有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明公開了一種封隔器膠筒接觸力測試裝置，包括模擬封隔器與接觸力測量裝置，模擬封隔器通過液壓力壓縮待測膠筒，使其延徑向擴張并于套筒接觸，其中一部分與接觸力測量裝置接觸，通過力傳感器測得待測膠筒某一周向區域的接觸力；通過旋轉驅動裝置帶動階梯軸與待測膠筒的轉動，即可得到待測膠筒不同周向位置的接觸力；通過直線驅動裝置使套筒移動，通過微分接觸力測量數據即可得到待測膠筒在該區域的軸向應力分布。

技術領域

本發明屬于封隔器密封技術領域，特別涉及一種封隔器膠筒接觸力測試裝置。

背景技術

封隔器膠筒作為油、氣田分層開采工藝不可或缺的井下工具之一，廣泛用于鉆井、固井、完井、注水、氣舉等采油作業過程中。封隔器膠筒可分為擴張式和壓縮式兩種，工業中主要采用的是壓縮式封隔器膠筒，其工作原理是通過軸向壓縮其中的彈性膠筒，使其沿徑向擴張并與套管壁面產生一定的接觸力，從而實現密封分層效果。

作為封隔器核心零部件，膠筒的密封性能對分層開采工藝的好壞有著巨大的影響，在入井作業之前，必須對其進行嚴格的密封性能檢測，以保障井下作業的可靠性。對于密封而言，接觸力是最重要的性能指標之一，直接影響到整個系統的泄漏率，所以對封隔器膠筒接觸力的檢測非常重要。但是，目前針對封隔器膠筒接觸力的測試裝置還不夠成熟，無法對封隔器膠筒的周向以及軸向的接觸力分布進行精確的測量。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種封隔器膠筒接觸力測試裝置，可以對封隔器膠筒的周向以及軸向的接觸力分布進行測試。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種封隔器膠筒接觸力測試裝置，包括連接有直線驅動裝置的套筒5，套筒5布置于機架6上并受其約束在直線驅動裝置帶動下可沿軸向進行直線往復運動，套筒5的側壁開有貫通的條形缺口，T形測力塊9的頭部位于套筒5中并被該條形缺口阻擋，尾部從該條形缺口伸出，穿過導軌10與壓板12接觸，導軌10固定在套筒5的底座上，壓板12通過第一力傳感器11與第二力傳感器7固定在機架6的側壁上，套筒5中設置有與其軸向平行的階梯軸3，階梯軸3兩端為細軸，中間為粗軸，其下端細軸穿過機架6底面與一個旋轉驅動裝置相連，下端階梯處與機架6接觸，上端細軸套有待測膠筒4與加載筒2，加載筒2在待測膠筒4上方，加載筒2上端階梯處與加載盤1接觸，加載盤1與一個液壓系統相連。

所述待測膠筒4與套筒5之間有軟薄膜8。

所述軟薄膜8材料的選擇，以軟薄膜8與套筒5之間的摩擦系數盡可能減小套筒5對待測膠筒4的約束為目標。即，軟薄膜8與套筒5之間有較小的摩擦系數以減小套筒5對待測膠筒4的約束。

所述階梯軸3與機架6之間、加載筒2與加載盤1之間均設置有既能承受壓力又能轉動的裝置。

所述既能承受壓力又能轉動的裝置可以為推力球軸承。

本發明通過第一力傳感器11與第二力傳感器7測得待測膠筒4周向某一區域的接觸力，再通過待測膠筒4的轉動與套筒5的移動，分析測量出的接觸力曲線即可得到待測膠筒4在周向以及徑向上的接觸力分布。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、利用一測力裝置測得膠筒周向部分區域的接觸力，當旋轉驅動裝置帶動膠筒轉動時，即可通過測出的接觸力曲線分析得到膠筒的周向接觸力分布。

2、當直線驅動裝置驅動套筒移動時，即可通過測出的接觸力曲線分析得到膠筒的軸向接觸力分布。

3、在膠筒與套筒之間放置特定材料制成的軟薄膜，其與套筒材料摩擦系數應很小，在不影響接觸力測量的情況下減小套筒對膠筒的摩擦約束力。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。