一种智能井井下金属密封实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能井井下金属密封实验装置，其包括支架和实验装置底座，实验装置底座上设置有压力容器；压力容器包括压力容器法兰底座，压力容器法兰底座上部设置有压力容器套筒，在压力容器套筒内形成压力容置腔；位于压力容器套筒顶部设置有压力容器法兰顶盖；位于压力容置腔内设置有密封阀体以及设置在密封阀体内的密封阀芯；密封阀芯顶部穿过压力容器法兰顶盖后外接液压缸，液压缸固定在支架顶部；在压力容器套筒的外部设置有加热套；在压力容器法兰顶盖顶部设置有用于安装压力密封装置的开式密封槽；在压力容器法兰底座顶部中间位置处设置有密封测试装置，密封测试装置位于密封阀芯的前端，通过密封阀芯与密封测试装置的配合实现动态密封测试。

【技术实现步骤摘要】
一种智能井井下金属密封实验装置
本专利技术涉及一种油气田钻完井领域，特别是关于一种用于测试智能井井下机械密封工具性能的智能井井下金属密封实验装置。
技术介绍
井下流量控制阀是智能井技术的核心部件，是负责智能井实现井下流量调节控制的装置，可靠的密封性能是智能井下流量控制阀正常工作的前提，一旦密封失效，智能井井下开关井、井下流量调节就无法完成，尤其是井下流量控制阀的工作环境十分恶劣，承受着井下高温、高压以及磨粒和其他腐蚀性介质的冲蚀，是对流量控制阀的密封性能提出了极高的要求，传统的非金属密封具有较好的初始密封性能，但由于井下高温高压强腐蚀和磨粒性介质，易于老化和损坏，难以满足与油气井等寿命的要求，金属密封具有较高的寿命，但多用于静密封和端面密封。在智能井中采用径向机械密封是一种新的尝试，为了保证智能井井下金属密封装置能够在井下正常工作，模拟井下流量控制阀的工作环境，对井下密封方式进行实验测试是非常必要的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种智能井井下金属密封实验装置，其能对径向密封装置进行实验，又可以完成端面密封的实验。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种智能井井下金属密封实验装置，其特征在于：该实验装置包括支架和位于所述支架下部的实验装置底座，所述实验装置底座上设置有压力容器；所述压力容器包括压力容器法兰底座、压力容器套筒和压力容器法兰顶盖；所述压力容器法兰底座设置在所述实验装置底座上，位于所述压力容器法兰底座上部设置有所述压力容器套筒，在所述压力容器套筒内形成压力容置腔；位于所述压力容器套筒顶部设置有所述压力容器法兰顶盖；位于所述压力容置腔内设置有密封阀体以及设置在所述密封阀体内的密封阀芯；所述密封阀芯顶部穿过所述压力容器法兰顶盖后外接液压缸，所述液压缸固定在所述支架顶部，在所述液压缸作用下所述密封阀芯在所述密封阀体内上下移动；在所述压力容器套筒的外部设置有加热套；在所述压力容器法兰顶盖顶部设置有用于安装压力密封装置的开式密封槽，通过所述压力密封装置实现所述压力容器法兰顶盖与所述密封阀芯之间的压力密封；在所述压力容器法兰底座顶部中间位置处设置有安装槽，所述安装槽内设置有密封测试装置，所述密封测试装置位于所述密封阀芯的前端，通过所述密封阀芯与所述密封测试装置的配合实现动态密封测试。进一步，所述密封测试装置包括密封阀座、密封件支撑座和待测试机械密封测试件；所述密封阀座底部设置在所述压力容器法兰底座的所述安装槽内，所述密封阀体位于所述密封阀座上部；所述密封阀座顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置有凹槽型的所述密封件支撑座；在所述密封阀座的凹槽内上部设置有所述待测试机械密封测试件，且所述密封件支撑座位于所述待测试机械密封测试件下部；所述密封阀芯端部能与所述待测试机械密封测试件发生金属接触，完成密封。进一步，位于所述密封阀座底部与所述压力容器法兰底座之间设置有孔封脚形滑环密封组合。进一步，所述密封阀座和密封阀芯采用40CrMnMo和42CrMo材料制成。进一步，所述压力密封装置包括导向环、轴封脚形滑环密封组合、导套和压盖；位于所述压力容器法兰顶盖的所述开式密封槽内由下至上依次设置有所述导向环、所述轴封脚形滑环密封组合和所述导套，位于所述导套的上部设置有所述压盖，所述压盖通过螺栓固定在所述压力容器法兰顶盖顶部。进一步，所述压力容器法兰底座上，在所述密封测试装置两侧轴向分别设置有一通孔，在所述压力容器法兰底座中心位置处轴向设置有排油通孔；两所述通孔底部分别设置有温度传感器和压力传感器；所述排油通孔底部设置有液压油出口管接头。进一步，在非密封状态下，两所述通孔顶部与所述压力容置腔连通，所述排油通孔顶部与所述密封阀体连通。进一步，所述压力容器法兰顶盖上设置有液压油进口管接头。进一步，所述压力容器法兰底座与所述压力容器套筒之间、所述压力容器套筒与所述压力容器法兰顶盖之间都是通过螺栓固定连接，并采用八角形金属环垫进行密封。进一步，所述密封阀体顶部通过销钉与所述压力容器法兰顶盖固定连接。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术针对智能井井下流量控制阀的实际工作环境进行模拟，主要对流量控制阀的金属密封装置进行测试。本实验装置可以完成最高70MPa压力的密封实验，该实验装置既可以对径向密封装置进行实验又可以完成端面密封的实验。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的压力密封装置结构示意图；图3是本专利技术的密封测试装置结构示意图；图4是本专利技术在使用时的机械密封实验装置液压回路图。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1～图3所示，本专利技术提供一种智能井井下金属密封实验装置，其包括支架1和位于支架1下部的实验装置底座2，实验装置底座2上设置有压力容器。压力容器包括压力容器法兰底座3、压力容器套筒4和压力容器法兰顶盖5；压力容器法兰底座3设置在实验装置底座2上，位于压力容器法兰底座3上部设置有压力容器套筒4，在压力容器套筒4内形成压力容置腔6；位于压力容器套筒4顶部设置有压力容器法兰顶盖5。位于压力容置腔6内设置有密封阀体7以及设置在密封阀体7内的密封阀芯8；密封阀体7顶部通过销钉9与压力容器法兰顶盖5固定连接，销钉9可以为密封阀体7提供圆周方向的定位，密封阀芯8顶部穿过压力容器法兰顶盖5后外接液压缸10，液压缸10固定在支架1顶部；在液压缸10的作用下密封阀芯8在密封阀体7内可以上下移动。在压力容器套筒4的外部设置有加热套11，可以为实验装置加热以模拟井下的高温环境。在压力容器法兰顶盖5顶部设置有用于安装压力密封装置12的开式密封槽，通过压力密封装置12实现压力容器法兰顶盖5与密封阀芯8之间的压力密封。位于压力容器法兰底座3与压力容器套筒4之间，在压力容器法兰底座3顶部中间位置处设置有安装槽，安装槽内设置有密封测试装置13，密封测试装置13位于密封阀芯8的前端，使用时，通过密封阀芯8与密封测试装置13的配合实现动态密封测试。上述实施例中，如图2所示，压力密封装置12用于密封液压压力，防止液压油从压力容器法兰顶盖5与密封阀芯8之间的缝隙中发生泄漏。压力密封装置12包括导向环14、轴封脚形滑环密封组合15、导套16和压盖17。位于压力容器法兰顶盖5顶部的开式密封槽内由下至上依次设置有导向环14、轴封脚形滑环密封组合15和导套16，位于导套16的上部设置有压盖17，压盖17通过螺栓固定在压力容器法兰顶盖5顶部。导向环14用于弥补密封阀芯8与压力容器法兰顶盖5之间的缝隙，轴封脚形滑环密封组合15用于为密封阀芯8与压力容器法兰顶盖5之间提供动态密封，导套16负责为轴封脚形滑环密封组合15提供轴向的固定。其中，轴封脚形滑环密封组合15也可以根据具体情况更换为其他高压密封组合。压力密封装置12是在实验装置组装好以后，由压力容器法兰顶盖5上部的开式密封槽中依次放入，并由压盖17和螺栓组合进行固定，压力密封装置12可以有效防止液压油在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能井井下金属密封实验装置，其特征在于：该实验装置包括支架和位于所述支架下部的实验装置底座，所述实验装置底座上设置有压力容器；所述压力容器包括压力容器法兰底座、压力容器套筒和压力容器法兰顶盖；所述压力容器法兰底座设置在所述实验装置底座上，位于所述压力容器法兰底座上部设置有所述压力容器套筒，在所述压力容器套筒内形成压力容置腔；位于所述压力容器套筒顶部设置有所述压力容器法兰顶盖；位于所述压力容置腔内设置有密封阀体以及设置在所述密封阀体内的密封阀芯；所述密封阀芯顶部穿过所述压力容器法兰顶盖后外接液压缸，所述液压缸固定在所述支架顶部，在所述液压缸作用下所述密封阀芯在所述密封阀体内上下移动；在所述压力容器套筒的外部设置有加热套；在所述压力容器法兰顶盖顶部设置有用于安装压力密封装置的开式密封槽，通过所述压力密封装置实现所述压力容器法兰顶盖与所述密封阀芯之间的压力密封；在所述压力容器法兰底座顶部中间位置处设置有安装槽，所述安装槽内设置有密封测试装置，所述密封测试装置位于所述密封阀芯的前端，通过所述密封阀芯与所述密封测试装置的配合实现动态密封测试。

【技术特征摘要】
1.一种智能井井下金属密封实验装置，其特征在于：该实验装置包括支架和位于所述支架下部的实验装置底座，所述实验装置底座上设置有压力容器；所述压力容器包括压力容器法兰底座、压力容器套筒和压力容器法兰顶盖；所述压力容器法兰底座设置在所述实验装置底座上，位于所述压力容器法兰底座上部设置有所述压力容器套筒，在所述压力容器套筒内形成压力容置腔；位于所述压力容器套筒顶部设置有所述压力容器法兰顶盖；位于所述压力容置腔内设置有密封阀体以及设置在所述密封阀体内的密封阀芯；所述密封阀芯顶部穿过所述压力容器法兰顶盖后外接液压缸，所述液压缸固定在所述支架顶部，在所述液压缸作用下所述密封阀芯在所述密封阀体内上下移动；在所述压力容器套筒的外部设置有加热套；在所述压力容器法兰顶盖顶部设置有用于安装压力密封装置的开式密封槽，通过所述压力密封装置实现所述压力容器法兰顶盖与所述密封阀芯之间的压力密封；在所述压力容器法兰底座顶部中间位置处设置有安装槽，所述安装槽内设置有密封测试装置，所述密封测试装置位于所述密封阀芯的前端，通过所述密封阀芯与所述密封测试装置的配合实现动态密封测试。2.如权利要求1所述实验装置，其特征在于：所述密封测试装置包括密封阀座、密封件支撑座和待测试机械密封测试件；所述密封阀座底部设置在所述压力容器法兰底座的所述安装槽内，所述密封阀体位于所述密封阀座上部；所述密封阀座顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置有凹槽型的所述密封件支撑座；在所述密封阀座的凹槽内上部设置有所述待测试机械密封测试件，且所述密封件支撑座位于所述待测试机械密封测试件下部；所述密封阀芯端部能与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛磊祥，何东升，周建良，许亮斌，何玉发，刘清友，范强，何世明，陈浩，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11