[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

本發明公開了一種環形密封總成異常工況服役模擬裝置及密封性檢測方法，其中，該模擬裝置能模擬套管懸掛器不居中、套管懸掛器中心線偏轉以及密封面劃傷等不利因素的異常工況環境，以分別模擬套管懸掛器偏心、鉆屑堆積和密封表面劃傷等實際安裝環境。本發明公開的環形密封總成異常工況服役的密封性檢測方法，能對環形密封總成在模擬的異常工況環境下開展密封效果的實驗研究，通過開展模擬測試，該研究成果可為提高環形密封總成的現場安裝成功率及密封效果提供理論指導，進而為提高作業效率及油氣田開發的經濟性提供依據。

技術領域

本發明涉及油氣開采技術領域，具體涉及一種環形密封總成異常工況服役模擬裝置及密封性檢測方法。

背景技術

高壓井口頭下端承載油氣井內各層套管的重量，上端為水下采油樹和水下防噴器組等關鍵設備提供支撐，是整個海洋石油鉆采過程中不可代替的重要部分。環形密封總成作為高壓井口頭的關鍵部件之一，為高壓井口頭內部各層套管之間的環形空間提供壓力封隔，其密封性能的優劣和工作的可靠性高低會影響水下鉆井、完井和開采的安全性與可靠性的高低，甚至影響油氣鉆采的成敗。

作為封隔套管懸掛器與高壓井口頭之間的環形空間的零件，環形密封總成廣泛應用于海洋油氣開采的高壓井口頭內部。然而，套管懸掛器在高壓井口頭內不居中、套管懸掛器的中心線相對于高壓井口頭的中心線偏轉以及環形密封總成與套管懸掛器/和環形密封總成與高壓井口頭的密封面有劃痕是水下鉆完井實踐中現場作業過程可能出現的三種異常工況，這三種異常工況將導致環形密封總成現場安裝不到位，降低了環形密封總成的安裝成功率，嚴重影響密封效果，進而降低了作業效率及油氣田開發的經濟性。

然而，在環形密封總成密封效果檢測的現有技術中，都是模擬環形密封總成在高壓井口頭內正常服役工況狀態，對于套管懸掛器在高壓井口頭內不居中、套管懸掛器的中心線相對于高壓井口頭的中心線偏轉以及環形密封總成與套管懸掛器或/和環形密封總成與高壓井口頭的密封面有劃痕等的環形密封總成密封效果缺乏研究，究其原因在于，現有技術中缺少實驗裝置，該實驗裝置不僅能模擬環形密封總成在這些異常工況下服役，并且還能在該工況下對環形密封總成進行密封效果檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環形密封總成異常工況服役模擬裝置及密封性檢測方法，用以解決現有技術中缺少既能模擬環形密封總成在這些異常工況下服役又能在該工況下對環形密封總成進行密封效果檢測的實驗裝置的問題。

本發明提供一種環形密封總成異常工況服役模擬裝置，包括高壓井口頭模擬筒、套管懸掛器模擬件、底座、空間調整控制件和頂部鎖環，所述底座和所述頂部鎖環分別封堵于所述高壓井口頭模擬筒的底部和頂部，所述套管懸掛器模擬件設置于所述底座上且位于所述高壓井口頭模擬筒的中部；所述套管懸掛器模擬件與所述頂部鎖環以及所述高壓井口頭模擬筒共同圍成環形密封總成的預留空間；與所述套管懸掛器模擬件的下圓柱部相對應的所述高壓井口頭模擬筒的筒壁上設置空間調整控制件；所述高壓井口頭模擬筒的兩側分別設置有左測試通道和右測試通道，所述左測試通道和所述右測試通道的最低點分別高于或低于所述金屬密封環的環形凹槽的最低點。

優選地，所述空間調整控制件包括調節螺栓、法蘭密封墊片、法蘭盤，所述調節螺栓貫穿設置于所述高壓井口頭模擬筒的筒壁，所述調節螺栓的內端抵觸所述套管懸掛器模擬件，所述法蘭盤設置于所述調節螺栓處的所述高壓井口頭模擬筒的外筒壁，所述法蘭盤和所述高壓井口頭模擬筒的外筒壁之間通過所述法蘭密封墊片密封。

優選地，所述底座與所述高壓井口頭模擬筒的底部之間設置有第一底部密封圈和第二底部密封圈。

優選地，所述頂部鎖環與所述高壓井口頭模擬筒的頂部之間設置有第一頂部密封圈和第二頂部密封圈。