带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置制造方法及图纸

本申请公开了一种带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置，涉及模拟试验装置。地面模拟试验装置用于测试密封筒的坐封力及其坐封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括中心管、第一推力组件、第二推力组件、试压泵、连接管路及加热元件。中心管为安装基础。第一推力组件用于实现所述密封筒的单面验封。第二推力组件用于维持坐封力的稳定并实现双面验封。试压泵用于提供高压液体。连接管路用于输送所述高压液体。加热元件用于加热密封筒。本申请通过上述结构组成的简单装置，能准确模拟封隔器环空密封筒在高温、高压的工况下的环空密封效果，同时还具有结构简单、占地小、成本低、便于拆装的优点。

Ground Simulated Test Device with Disk Spring Displacement Compensation and Double Sealing Function

【技术实现步骤摘要】
带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置
本申请涉及密封筒密封性能模拟试验装置，特别是涉及一种带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置。
技术介绍
密封筒是工业产品中普遍使用的一种密封件，一般采用橡胶类材料制成。根据其应用领域的不同，对密封筒的性能要求亦不同。下面以井下工具封隔器密封筒为例加以说明：封隔器密封筒是稠油热采中应用十分广泛的核心部件。封隔器密封筒在现场使用过程中，坐封、解封灵活、可靠，封隔器密封筒在上下压差及高温的作用下变形小、持续承载能力强，才能起到封隔油套环空和保证作业施工顺利进行的目的。因此，封隔器密封筒在高温、高压的作业环境中的密封能力是衡量封隔器性能的关键技术指标。目前，利用封隔器直接在地面上进行环空密封筒在高温、高压下的环空密封试验。由于封隔器本身的精密性结构特点，决定它不仅制作成本高、占地大，而且对拆装的操作者的技术业务水平要求较高。封隔器往往仅进行一遍环空密封试验后，由于拆卸不开只能报废，导致试验成本高。另外在地面做试验的前后，还需对封隔器进行繁杂的拆装工作，这给地面试验带来了一定的难度，不利于在大范围内推广。
技术实现思路
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。本申请提供了一种带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置，用于测试密封筒的坐封力及其坐封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括：中心管，用作安装基础，以安装所述密封筒及所述地面模拟试验装置中的第一推力组件和第二推力组件，所述中心管为具有内部隔板的中空管，所述中心管沿一端至另一端的方向，按照缩颈、扩径、扩径、缩颈的方式分为第一段至第四段，第二段及第四段的外径尺寸相同，所述内部隔板包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板形成在所述第一段的内部，所述第二隔板焊接在所述第四段的内部处，所述第一段中位于所述内部隔板前部的位置处设有径向的通孔，用于通过高压液体，所述第一段及所述第二段用于安装所述第一推力组件和密封筒，所述第二段的外壁中靠近所述第一段的位置处局部设有外马牙螺扣，用于与所述第一推力组件形成马牙连接结构，所述第三段及所述第四段用于安装所述第二推力组件；第一推力组件，用于安装在所述中心管的第一段及第二段处，配置成由所述中心管的第一段向第二段提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒的单面验封；第二推力组件，用于安装在所述中心管的第三段及第四段、所述密封筒及所述第一推力组件处，配置成在所述第一推力组件产生所述单向推力的情况下，所述第二推力组件沿所述中心管的第四段向第三段提供推力，以使得所述密封筒实现坐封，并维持坐封力的稳定，还配置成在所述密封筒已坐封的状态下，实现所述密封筒的双面验封；试压泵，用于向所述第一推力组件或所述第二推力组件提供高压液体；连接管路，用于与所述试压泵连接，还用于与所述第一推力组件或所述第二推力组件连接，以输送所述高压液体；和加热元件，用于安装在所述第二推力组件中与所述密封筒相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒，以测试所述密封筒在高温下的密封性能。可选地，所述第一推力组件包括：顶套，为一端封闭、一端开口的盖，其具有内部空腔，用于通过所述高压液体，其封闭端处具有内锥螺纹，用于连接所述连接管路并与内部空腔连通，其开口端处具有内螺纹，用于连接所述中心管，其开口端的外壁处局部形成外突部；活塞，用于套在所述顶套、所述中心管的第一段及第二段的外部处，所述活塞内部中空，所述活塞的内壁靠近所述中心管的第一隔板处沿其径向设有向内的突起，所述突起可相对所述中心管的第一段的外壁及所述顶套的外突部的外壁滑动，所述活塞、所述顶套及所述中心管在所述活塞的突起位置处形成第一密封腔，所述第一密封腔与所述中心管的通孔连通，所述第一密封腔用于存储所述高压液体，所述活塞的另一端的外壁处设有外连接螺纹，与锁环套形成螺纹连接结构；锁环，用于安装在所述活塞中设有外连接螺纹的一端，并与所述活塞形成抵顶结构，所述锁环的内壁处具有内马牙螺扣，所述内马牙螺扣与所述中心管的外马牙螺扣相匹配；和锁环套，一端用于套在所述活塞及所述锁环的外部，并与它们形成抵顶结构，所述锁环套的一端的内壁处设有内连接螺纹，与所述活塞的外连接螺纹相配形成螺纹连接结构；其中，所述锁环设有轴向贯通的豁口，用于在所述活塞施加推力时内径扩大以越过所述中心管的外马牙螺扣，所述顶套的外突部与所述活塞之间、所述中心管的第一段与所述活塞的突起之间以及所述中心管的第一段与所述顶套的内壁之间对应设有密封结构。可选地，所述顶套的外突部与所述活塞之间的密封结构为安装在所述顶套的外突部处的O型密封圈，所述中心管的第一段与所述活塞的突起之间的密封结构为安装在所述活塞的突起处的O型密封圈，所述中心管的第一段与所述顶套的内壁之间的密封结构为安装在所述中心管的第一段处的O型密封圈。可选地，所述第二推力组件包括：套管，用于套在所述第一推力组件、所述密封筒及所述中心管的外部，用于在所述密封筒径向尺寸变大时与其接触，以实现所述密封筒的坐封，所述套管与所述第一推力组件、所述密封筒及所述中心管之间形成空腔，所述套管中对应所述中心管的第三段处设有径向的通孔，用于连接所述连接管路，所述通孔与所述空腔相连通，所述套管的外壁中靠近所述中心管的第四段位置处设有凸台；上压帽，用于套接在所述套管中靠近所述第一推力组件的一端，并与所述套管固定连接，所述上压帽中设有轴向贯通的孔，用于通过所述连接管路；碟簧，用于套在所述中心管的第三段的外部，与所述密封筒形成抵顶结构，用于在所述第一推力组件产生所述单向推力的情况下，沿所述碟簧的轴向产生自所述中心管的第三段向第二段的推力，实现所述密封筒的坐封，并维持坐封力的稳定；下接头，为一端开口、另一端封闭的端帽，用于安装在所述中心管的第四段处，并与所述中心管固定连接，所述下接头的封闭端设有轴向的通孔；和下压帽，用于套在所述套管中靠近所述下接头的一端，并与所述套管固定连接；其中，所述下压帽、所述下接头、所述碟簧及所述密封筒之间形成第二密封腔，所述第二密封腔与所述套管的通孔连通，所述第二密封腔用于容纳所述高压液体，以实现所述密封筒在坐封状态下的双面验封。可选地，所述第二推力组件还包括：保护套，用于套在所述中心管的第三段及第四段的外部，并位于所述密封筒和所述碟簧之间，且与所述碟簧和所述中心管形成抵顶结构。可选地，所述上压帽与所述套管通过密封螺纹固定连接，所述下压帽与所述套管通过密封螺纹固定连接。可选地，所述上压帽与所述套管之间设有O型密封圈，所述下压帽与所述套管之间设有O型密封圈。可选地，所述连接管路上设有压力表、球阀及针阀。可选地，所述连接管路上还设有溢流阀。可选地，所述溢流阀、所述针阀、所述球阀及所述压力表按照高压液体的流动方向设置在所述连接管路上。本申请的带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置，通过中心管安装密封筒、第一推力组件和第二推力组件，通过试压泵及连接管路输送高压液体，通过第一推力组件提供一个单向推力实现密封筒的单面验封，通过第二推力组件提供反向推力实现密封筒的坐封以及坐封下的双面验封，通过加热元件模拟高温环境。故本申请能准确模拟封隔器环空密封筒在高温、高压的工况下的环空密封效果，同时还具有结构简单、占地小、成本低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置(100)，其特征在于，用于测试密封筒(7)的坐封力及其坐封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括：中心管(6)，用作安装基础，以安装所述密封筒(7)及所述地面模拟试验装置(100)中的第一推力组件(I)和第二推力组件(II)，所述中心管(6)为具有内部隔板的中空管，所述中心管(6)沿一端至另一端的方向，按照缩颈、扩径、扩径、缩颈的方式分为第一段(27)至第四段(30)，第二段(28)及第四段(30)的外径尺寸相同，所述内部隔板包括第一隔板(31)和第二隔板(32)，所述第一隔板(31)形成在所述第一段(27)的内部，所述第二隔板(32)焊接在所述第四段(30)的内部处，所述第一段(27)中位于所述内部隔板前部的位置处设有径向的通孔(33)，用于通过高压液体，所述第一段(27)及所述第二段(28)用于安装所述第一推力组件(I)和密封筒(7)，所述第二段(28)的外壁中靠近所述第一段(27)的位置处局部设有外马牙螺扣(22)，用于与所述第一推力组件(I)形成马牙连接结构，所述第三段(29)及所述第四段(30)用于安装所述第二推力组件(II)；第一推力组件(I)，用于安装在所述中心管(6)的第一段(27)及第二段(28)处，配置成由所述中心管(6)的第一段(27)向第二段(28)提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒(7)的单面验封；第二推力组件(II)，用于安装在所述中心管(6)的第三段(29)及第四段(30)、所述密封筒(7)及所述第一推力组件(I)处，配置成在所述第一推力组件(I)产生所述单向推力的情况下，所述第二推力组件(II)沿所述中心管(6)的第四段(30)向第三段(29)提供推力，以使得所述密封筒(7)实现坐封，并维持坐封力的稳定，还配置成在所述密封筒(7)已坐封的状态下，实现所述密封筒(7)的双面验封；试压泵(14)，用于向所述第一推力组件(I)或所述第二推力组件(II)提供高压液体；连接管路(15)，用于与所述试压泵(14)连接，还用于与所述第一推力组件(I)或所述第二推力组件(II)连接，以输送所述高压液体；和加热元件(12)，用于安装在所述第二推力组件(II)中与所述密封筒(7)相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒(7)，以测试所述密封筒(7)在高温下的密封性能。...

【技术特征摘要】
1.一种带碟簧位移补偿及双验封功能的地面模拟试验装置(100)，其特征在于，用于测试密封筒(7)的坐封力及其坐封完成后在常温、高压及高温、高压条件下的密封性能，包括：中心管(6)，用作安装基础，以安装所述密封筒(7)及所述地面模拟试验装置(100)中的第一推力组件(I)和第二推力组件(II)，所述中心管(6)为具有内部隔板的中空管，所述中心管(6)沿一端至另一端的方向，按照缩颈、扩径、扩径、缩颈的方式分为第一段(27)至第四段(30)，第二段(28)及第四段(30)的外径尺寸相同，所述内部隔板包括第一隔板(31)和第二隔板(32)，所述第一隔板(31)形成在所述第一段(27)的内部，所述第二隔板(32)焊接在所述第四段(30)的内部处，所述第一段(27)中位于所述内部隔板前部的位置处设有径向的通孔(33)，用于通过高压液体，所述第一段(27)及所述第二段(28)用于安装所述第一推力组件(I)和密封筒(7)，所述第二段(28)的外壁中靠近所述第一段(27)的位置处局部设有外马牙螺扣(22)，用于与所述第一推力组件(I)形成马牙连接结构，所述第三段(29)及所述第四段(30)用于安装所述第二推力组件(II)；第一推力组件(I)，用于安装在所述中心管(6)的第一段(27)及第二段(28)处，配置成由所述中心管(6)的第一段(27)向第二段(28)提供单向推力且仅能够沿所述单向推力方向移动，以实现所述密封筒(7)的单面验封；第二推力组件(II)，用于安装在所述中心管(6)的第三段(29)及第四段(30)、所述密封筒(7)及所述第一推力组件(I)处，配置成在所述第一推力组件(I)产生所述单向推力的情况下，所述第二推力组件(II)沿所述中心管(6)的第四段(30)向第三段(29)提供推力，以使得所述密封筒(7)实现坐封，并维持坐封力的稳定，还配置成在所述密封筒(7)已坐封的状态下，实现所述密封筒(7)的双面验封；试压泵(14)，用于向所述第一推力组件(I)或所述第二推力组件(II)提供高压液体；连接管路(15)，用于与所述试压泵(14)连接，还用于与所述第一推力组件(I)或所述第二推力组件(II)连接，以输送所述高压液体；和加热元件(12)，用于安装在所述第二推力组件(II)中与所述密封筒(7)相对应的零件的外部，用于加热所述密封筒(7)，以测试所述密封筒(7)在高温下的密封性能。2.根据权利要求1所述的地面模拟试验装置(100)，其特征在于，所述第一推力组件(I)包括：顶套(13)，为一端封闭、一端开口的盖，其具有内部空腔，用于通过所述高压液体，其封闭端处具有内锥螺纹，用于连接所述连接管路(15)并与内部空腔连通，其开口端处具有内螺纹，用于连接所述中心管(6)，其开口端的外壁处局部形成外突部；活塞(3)，用于套在所述顶套(13)、所述中心管(6)的第一段(27)及第二段(28)的外部处，所述活塞(3)内部中空，所述活塞(3)的内壁靠近所述中心管(6)的第一隔板(31)处沿其径向设有向内的突起(26)，所述突起(26)可相对所述中心管(6)的第一段(27)的外壁及所述顶套(13)的外突部的外壁滑动，所述活塞(3)、所述顶套(13)及所述中心管(6)在所述活塞(3)的突起(26)位置处形成第一密封腔(A)，所述第一密封腔(A)与所述中心管(6)的通孔(33)连通，所述第一密封腔(A)用于存储所述高压液体，所述活塞(3)的另一端的外壁处设有外连接螺纹，与锁环套(5)形成螺纹连接结构(21)；锁环(4)，用于安装在所述活塞(3)中设有外连接螺纹的一端，并与所述活塞(3)形成抵顶结构，所述锁环(4)的内壁处具有内马牙螺扣(23)，所述内马牙螺扣(23)与所述中心管(6)的外马牙螺扣(22)相匹配；和锁环套(5)，一端用于套在所述活塞(3)及所述锁环(4)的外部，并与它们形成抵顶结构，所述锁环套(5)的一端的内壁处设有内连接螺纹，与所述活塞(3)的外连接螺纹相配形成螺纹连接结构(21)；其中，所述锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋炜，陈忠敏，王玉明，贾晓红，
申请(专利权)人：天鼎联创密封技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11