[發明專利]一種油套管模擬密封試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202011043571.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112304534B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 吉楠;王鵬;謝俊峰;趙密鋒;胡芳婷
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28;G01M3/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，包括加載系統、密封面模擬系統、注氣系統、注水系統和檢漏系統；

加載系統包括底座（12）和橫梁（10），橫梁（10）連接有上夾鉗（8）、底座（12）上連接有下夾鉗（9）；

密封面模擬系統包括上凸座（1）、下凹座（2）和密封件（3），上凸座（1）下端連接有向外伸出的中空的凸圓，下凹座（2）上表面開有凹槽，當上凸座（1）和下凹座（2）裝配后，凸圓與凹槽形成的空腔為氣腔（5），密封件（3）套設在上凸座（1）和下凹座（2）的外圓面上，密封件（3）與上凸座（1）和下凹座（2）形成的空腔為水腔（4）；

檢漏系統包括流量計（17）；

上夾鉗（8）與上凸座（1）上端連接，下夾鉗（9）與下凹座（2）下端連接；

在上凸座（1）內開有注氣孔（24）、注水孔（25）和出水孔（26），注氣孔（24）一端與注氣系統連通，另一端與氣腔（5）連通；注水孔（25）一端與注水系統連通，另一端與水腔（4）連通；出水孔（26）一端與水腔（4）連通，另一端與流量計（17）連通；

上凸座（1）用于模擬外螺紋的密封接觸面，下凹座（2）用于模擬內螺紋的密封接觸面，通過上凸座（1）和下凹座（2）模擬螺紋上扣后內外密封面的配合形狀。

2.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，在凸圓的外圓面上安裝有定位環（28），用于限制上凸座（1）的凸圓部分伸入下凹座（2）的凹槽中的距離。

3.根據權利要求2所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，定位環（28）一側開有豁口。

4.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，注水系統包括供水源、注水閥（22）與注水管路（23），注水閥（22）設置在注水管路（23）上，注水管路（23）一端與供水源連接，另一端與注水孔（25）連接。

5.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，注氣系統包括儲氣瓶（13）、注氣管路（14）和增壓設備（15），儲氣瓶（13）通過注氣管路（14）與增壓設備（15）連接，增壓設備（15）通過管路與注氣孔（24）連通。

6.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，檢漏系統還包括測量容器（18）、可調節支架（21）和支撐座（20），可調節支架（21）安裝在支撐座（20）上，測量容器（18）安裝在可調節支架（21）上；測量容器（18）外部刻有標度尺，下端與流量計（17）連通。

7.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，在流量計（17）與測量容器（18）之間還設有著色劑（19），當水流經著色劑（19）時，水被染色。

8.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，加載系統采用電液伺服材料試驗機。

9.根據權利要求1所述的一種油套管模擬密封試驗裝置，其特征在于，密封件（3）與上凸座（1）下端接觸處設有上密封圈（6），密封件（3）與下凹座（2）上端接觸處設有下密封圈（7）。

10.權利要求1-9任意一項所述油套管模擬密封試驗裝置的密封試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將上凸座（1）裝夾在上夾鉗（8）中，將下凹座（2）裝夾在下夾鉗（9）中；

步驟二、保持下夾鉗（9）不動，向下移動橫梁（10），上凸座（1）向下移動，直至上凸座（1）的凸圓插入到下凹座（2）的凹槽的距離達到預設值時，固定橫梁（10）；

步驟三、通過加載系統驅動下夾鉗（9）向上移動，使得下凹座（2）的凹槽底部與上凸座（1）的凸圓端部相接觸；

步驟四、在上凸座（1）和下凹座（2）的外圓面上包裹密封件（3）；

步驟五、將注水系統與注水孔（25）相連，將流量計（17）與出水孔（26）相連，將注氣系統與注氣孔（24）相連；

步驟六、通過注水系統向水腔（4）中注水，直至水腔（4）中充滿水；

步驟七、通過注氣系統向氣腔（5）中注入氣體并保壓；

步驟八、通過加載系統施加壓縮載荷，驅使下夾鉗（9）不斷向上移動，使得凹槽的底面與凸圓的端面進行接觸后產生壓縮載荷，直到氣腔（5）中的氣體發生泄漏，記錄單位時間內流量計（17）中的流量數據、發生泄漏時的壓縮載荷。