[發明專利]環形密封總成異常工況服役模擬裝置及密封性檢測方法

有效

• 申請號: 202110571794.7
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113310637B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 王宇;李中;許亮斌;李清平;郝希寧;肖凱文;盛磊祥;李朝瑋
• 申請（專利權）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
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26;G01M13/005
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種環形密封總成異常工況服役模擬裝置，其特征在于，包括高壓井口頭模擬筒（51）、套管懸掛器模擬件（21）、底座（11）、空間調整控制件（3）和頂部鎖環（61），

所述底座（11）和所述頂部鎖環（61）分別封堵于所述高壓井口頭模擬筒（51）的底部和頂部，所述套管懸掛器模擬件（21）設置于所述底座（11）上且位于所述高壓井口頭模擬筒（51）的中部；

所述套管懸掛器模擬件（21）與所述頂部鎖環（61）以及所述高壓井口頭模擬筒（51）共同圍成環形密封總成的預留空間，環形密封總成包括金屬密封環（41）和密封鎖緊環（42），其中，金屬密封環（41）內設有環形凹槽（40），密封鎖緊環（42）設置有環形凸緣，當金屬密封環（41）和密封鎖緊環（42）對接后設置于高壓井口頭模擬筒（51）內時，密封鎖緊環（42）的環形凸緣與金屬密封環（41）的環形凹槽（40）過盈卡合，密封鎖緊環（42）的環形凸緣對金屬密封環（41）外側的環壁形成擠壓，迫使密封鎖緊環（42）的外壁向外擠壓高壓井口頭模擬筒（51）的內壁、密封鎖緊環（42）內側的內壁向內擠壓套管懸掛器模擬件（21）上端的外壁，從而實現高壓井口頭模擬筒（51）和外部套管之間的環形空間的封隔；

與所述套管懸掛器模擬件（21）的下圓柱部相對應的所述高壓井口頭模擬筒（51）的筒壁上設置空間調整控制件（3）；

所述空間調整控制件（3）包括調節螺栓（31）、法蘭密封墊片（32）和法蘭盤（33），所述調節螺栓（31）貫穿設置于所述高壓井口頭模擬筒（51）的筒壁，所述調節螺栓（31）的內端抵觸所述套管懸掛器模擬件（21），所述法蘭盤（33）設置于所述調節螺栓（31）處的所述高壓井口頭模擬筒（51）的外筒壁，所述法蘭盤（33）和所述高壓井口頭模擬筒（51）的外筒壁之間通過所述法蘭密封墊片（32）密封；

所述高壓井口頭模擬筒（51）的兩側分別設置有左測試通道（52）和右測試通道（53），所述左測試通道（52）和所述右測試通道（53）的最低點分別高于或低于所述金屬密封環（41）的環形凹槽（40）的最低點。

2.如權利要求1所述的環形密封總成異常工況服役模擬裝置，其特征在于，

所述底座（11）與所述高壓井口頭模擬筒（51）的底部之間設置有第一底部密封圈（12）和第二底部密封圈（13）。

3.如權利要求1所述的環形密封總成異常工況服役模擬裝置，其特征在于，

所述頂部鎖環（61）與所述高壓井口頭模擬筒（51）的頂部之間設置有第一頂部密封圈（62）和第二頂部密封圈（63）。

4.如權利要求1所述的環形密封總成異常工況服役模擬裝置，其特征在于，

所述左測試通道（52）和所述右測試通道（53）均包括豎直孔洞部和水平孔洞部，且豎直孔洞部從所述高壓井口頭模擬筒（51）的上表面自上而下豎直貫入至所述高壓井口頭模擬筒（51）的內部，水平孔洞部從豎直孔洞部的最低處水平貫出直至與所述環形密封總成的預留空間相連通，且所述左測試通道（52）的水平孔洞部高于所述金屬密封環（41）的環形凹槽（40）的最低點且所述右測試通道（53）的水平孔洞部低于所述金屬密封環（41）的環形凹槽（40）的最低點。

5.一種環形密封總成異常工況服役的密封性檢測方法，采用如權利要求1至4任一所述的環形密封總成異常工況服役模擬裝置，包括以下步驟：

在實驗開始之前，調節螺栓（31）橫向推動套管懸掛器模擬件（21），使套管懸掛器模擬件（21）和高壓井口頭模擬筒（51）之間產生橫向間隙（100），模擬環形密封總成在不居中異常工況下服役；

在進行環形密封總成的密封效果實驗時，在該不居中異常工況下對環形密封總成的密封效果進行實驗研究，能模擬套管懸掛器模擬件（21）在高壓井口頭模擬筒（51）內不居中的異常工況。