[实用新型]一种连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于油井管螺纹连接技术领域，尤其涉及一种连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置。

背景技术

特殊螺纹密封参数(密封接触长度和过盈量)直接影响螺纹气体泄漏率，密封参数设计不合理将诱发气井环空带压，影响气井安全。目前，主要通过有限元方法分析密封面接触应力来设计密封参数，再根据该密封参数制造全尺寸或缩小尺寸的特殊螺纹并开展气密封实验以验证密封参数设计是否合理。由于有限元方法往往需做出较多的简化和假设，因此通过接触应力间接优化特殊螺纹密封参数往往达不到预期效果。特殊螺纹密封性能可直接由螺纹气体泄漏率来表征，而目前缺乏能够连续改变特殊螺纹密封参数并动态测试其气体泄漏率的实验装置和方法，因而不利于特殊螺纹密封参数优化设计。

综合上述，现有技术存在的问题是：基于有限元的接触应力分析方法对于特殊螺纹密封参数设计存在局限性。因此开发一种能够连续改变特殊螺纹密封参数并能动态测试螺纹气体泄漏率的实验装置和方法，对于定量评价螺纹密封性能、优化密封参数具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置。可通过自动上扣装置连续控制密封面接触长度、过盈量和平均接触应力，并定量测试特殊螺纹密封面气体泄漏速率，为定量评价特殊螺纹气密封性能和优化密封参数提供理论依据。

本实用新型是这样实现的，一种连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置，所述连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置的特殊螺纹管体端上部套装有自动上扣装置；所述自动上扣装置滑动连接有刻度尺；所述刻度尺的下端插接在上部结构上表面；所述上部结构内开有贯通上部结构的注液孔；

所述注液孔连通位于上部结构下端的液体腔室；所述液体腔室的下端连接有下部结构；所述下部结构的中心出开有气体腔室；所述气体腔室的底部开有注气孔；

所述上部结构的中心处开有容纳特殊螺纹管体端穿过的锥形凹槽；所述特殊螺纹管体端的下端穿过所述锥形凹槽与气体腔室上部的接箍端相接并形成金属对金属密封副；

所述下部结构开有排液孔；所述排液孔通过套接在排液孔的密封接头与位于下部结构和上部结构一侧的玻璃量筒连接；所述玻璃量筒的最底刻度低于上部结构上表面。

进一步，所述上部结构通过上下带螺纹的固定杆连接下部结构。

进一步，所述注气孔通过管道依次连接阀门、氮气瓶；所述管道上插接有压力表。

进一步，所述注液孔上端扣接有密封帽；所述液体腔室的周围安装有环形液体腔室壁罩；所述液体腔室壁罩的上下两端分别与上部结构、下部结构连接；液体腔室壁罩的上端与上部结构和液体腔室壁罩的下端与下部结构接触处套装有环形密封圈。

进一步，所述下部结构与地面固定钢板通过螺栓连接。

本实用新型的优点及积极效果为：通过自动上扣装置连续控制密封面接触长度、过盈量和平均接触应力，并定量测试特殊螺纹密封面气体泄漏速率，为定量评价特殊螺纹气密封性能和优化密封参数提供理论依据。本实用新型结构简单，操作方便，可连续定量测试特殊螺纹密封面气体泄漏速率，其劳动强度低，时间消耗短，工作效率高。本实用新型结构简单，操作方便，可通过自动上扣装置连续控制密封面接触长度、过盈量和平均接触应力，并测试高温高压环境下特殊螺纹密封面气体泄漏速率，为定量评价特殊螺纹气密封性能和优化密封参数提供理论依据。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的连续测试特殊螺纹密封面气体泄漏率的实验装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的图1的截面图。

图中：1、特殊螺纹管体端；2、上部结构；3、下部结构；4、刻度尺；5、液体腔室壁罩；6、固定钢板；7、环形密封圈；8、自动上扣装置；9、玻璃量筒；10、注液孔；11、密封帽；12、排液孔；13、注气孔；14、压力表；15、阀门；16、氮气瓶；17、螺栓；18、密封接头；19、液体腔室；20、气体腔室；21、金属对金属密封副；22、固定杆。

图3是本实用新型实施例提供的密封面刚好接触图。

图4是本实用新型实施例提供的密封参数为L₁、δ_r1、σ_c1时接触图。

图5是本实用新型实施例提供的密封参数为L_i、δ_ri、σ_ci时接触图。