[發(fā)明專利]一種深海閥門閥桿雙向動態(tài)密封可靠性的測試方法

有效

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110132499B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬玉山;閆嘉鈺;劉少波;常占東;洪毅;郭宏;陳佳;吳巧梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司;吳忠儀表有限責任公司
• 主分類號: G01M3/08
• 分類號: G01M3/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 李曉紅

1.一種深海閥門閥桿雙向動態(tài)密封可靠性的測試方法，該測試方法基于深海閥門閥桿雙向動態(tài)密封可靠性的模擬測試裝置，所述模擬測試裝置包括：閥蓋組件（1），包括閥蓋（11），穿設(shè)過閥蓋（11）的填料函孔（14）的內(nèi)部且兩端伸出閥蓋（11）外部的被測閥桿（13），以及安裝在填料函孔（14）的內(nèi)圓周壁和被測閥桿（13）的外圓周壁之間的被測填料組件（12）；閥蓋（11）和被測填料組件（12）上開設(shè)有相互連通的通孔，作為填料密封檢測口（F）；第一承壓殼體（2），位于被測填料組件（12）側(cè)并套置在閥蓋（11）的外部一端；第一承壓殼體（2）的內(nèi)圓周壁和閥蓋（11）的外圓周壁之間為密封配合，被測閥桿（13）的一端伸出第一承壓殼體（2）的外部，被測閥桿（13）的外圓周壁和第一承壓殼體（2）之間為密封配合；第一承壓殼體（2）的內(nèi)周壁、閥蓋（11）的外壁、被測閥桿（13）的外周壁以及被測填料組件（12）的外壁之間圍成第一密封腔室（21），第一承壓殼體（2）上開設(shè)有與第一密封腔室（21）連通的第一接口（C）；第二承壓殼體（3），與第一承壓殼體（2）呈相對分布并套置在閥蓋（11）的外部，第二承壓殼體（3）的內(nèi)圓周壁和閥蓋（11）的外圓周壁之間為密封配合，第二承壓殼體（3）通過雙頭螺柱（5）和第一承壓殼體（2）緊固連接；第二承壓殼體（3）的內(nèi)周壁、閥蓋（11）的外周壁之間圍成第二密封腔室（31），被測閥桿（13）的另一端位于第二密封腔室（31）內(nèi)，第二承壓殼體（3）上開設(shè)有與第二密封腔室（31）連通的第二接口（D）；驅(qū)動機構(gòu)（4），驅(qū)動機構(gòu)（4）的輸出端與被測閥桿（13）伸出第一承壓殼體（2）外部的一端連接，其特征在于，該測試方法包括如下步驟：

1）進行所述模擬測試裝置的安裝；

2）完成步驟1）后，第一密封腔室（21）、第二密封腔室（31）內(nèi)的氣壓均在大氣壓力下，啟動驅(qū)動機構(gòu)（4），驅(qū)動機構(gòu)（4）的輸出端帶動被測閥桿（13）作多次往復(fù)運動；

3）完成步驟2）后，通過第二接口（D）向第二密封腔室（31）通入低壓壓縮空氣，并保壓至少5分鐘，保壓期間觀察填料密封檢測口（F）以及測試裝置上的各密封配合處是否有漏氣，如有漏氣，應(yīng)檢查被測填料組件（12）和整個測試裝置的密封配合處；或者，更換被測填料組件（12）和/或調(diào)整整個測試裝置的密封配合處，然后重新測試；如無漏氣，則將第二密封腔室（31）內(nèi)的壓力泄放至大氣壓；

4)完成步驟3）后，通過第一接口（C）向第一密封腔室（21）通入低壓壓縮空氣，并保壓至少5分鐘，保壓期間觀察填料密封檢測口（F）、以及測試裝置上的各密封配合處是否有漏氣，如有漏氣，應(yīng)檢查被測填料組件（12）和整個測試裝置的密封配合處；或者，更換被測填料組件（12）和/或調(diào)整整個測試裝置的密封配合處，然后重新測試；如無漏氣，則將第一密封腔室（21）內(nèi)的壓力泄放至大氣壓；

5）完成步驟4）后，將測試裝置水平放置到未注水的試驗水池或水槽內(nèi)，且應(yīng)保證填料密封檢測口（F）垂直向上，各試驗管路、遠程監(jiān)控連接檢查完好后，重復(fù)步驟3）和步驟4），其中，向第一密封腔室（21）和第二密封腔室（31）內(nèi)加載的試驗介質(zhì)為氮氣，且介質(zhì)壓力為閥門公稱壓力的1.1倍，保壓時間延長至1小時，其他操作不變；

6）完成步驟5）后，向試驗水池或水槽內(nèi)注入干凈的清水，并完全浸沒測試裝置，遠程監(jiān)測系統(tǒng)對準填料密封檢測口（F）；向第二密封腔室（31）內(nèi)通入高壓氮氣（P2），并開始保壓，同時通過驅(qū)動機構(gòu)（4）帶動被測閥桿（13）做往返開關(guān)動作，且動作行程至少為被測閥桿（13）的設(shè)計行程的1倍，被測閥桿（13）動作期間應(yīng)觀察填料密封檢測口（F）是否有氣泡冒出，記錄單位時間內(nèi)的氣泡數(shù)，并觀察保壓壓力的變化，確保整個試驗結(jié)束時的試驗壓力不低于閥門公稱壓力；如氣泡數(shù)小于閥門設(shè)計規(guī)范中閥桿密封泄漏允許的最大限制，則繼續(xù)試驗，直到完成要求的動作次數(shù)為止，結(jié)束第二密封腔室（31）側(cè)的試驗；如氣泡數(shù)超過閥門設(shè)計規(guī)范中閥桿密封泄漏允許的最大限制，則被測閥桿（13）與被測填料組件（12）之間一側(cè)密封失效，結(jié)束第二密封腔室（31）側(cè)試驗；

7）在完成步驟6）后，向第一密封腔室（21）內(nèi)通入高壓氮氣（P1），并開始保壓，同時通過驅(qū)動機構(gòu)（4）帶動被測閥桿（13）做往返開關(guān)動作，且動作行程至少為被測閥桿（13）的設(shè)計行程的1倍，被測閥桿（13）動作期間應(yīng)觀察填料密封檢測口（F）是否有氣泡冒出，記錄單位時間內(nèi)的氣泡數(shù)，并觀察保壓壓力的變化，確保整個試驗結(jié)束時的試驗壓力不低于閥門設(shè)計水深壓力；如氣泡數(shù)小于閥門設(shè)計規(guī)范中閥桿密封泄漏允許的的最大限制，則繼續(xù)試驗，直到完成要求的動作次數(shù)為止，結(jié)束第一密封腔室（21）側(cè)的試驗；如氣泡數(shù)超過閥門設(shè)計規(guī)范中閥桿密封泄漏允許的最大限制，則被測閥桿（13）與被測填料組件（12）之間的另一側(cè)密封失效，結(jié)束第一密封腔室（21）側(cè)的試驗。

2.如權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于：在上述步驟2）中，確保被測閥桿（13）隨驅(qū)動機構(gòu)（4）的輸出端往復(fù)運動期間無明顯卡滯和爬行；在上述步驟3）和步驟4）中的調(diào)整整個測試裝置密封配合處為更換密封配合處的密封件（9）；在上述步驟6和步驟7）中，在向第一密封腔室（21）和第二密封腔室（31）通入高壓氮氣時，壓力加載應(yīng)先加載到試驗壓力的一半，保壓3分鐘后，再以不高于試驗壓力的十分之一為一個等級，逐級加壓到試驗壓力；在上述步驟6）中的高壓氮氣（P2）為閥門公稱壓力的1.03～1.05倍；在上述步驟7）中，高壓氮氣（P1）為閥門設(shè)計水深壓力的1.1倍。