[发明专利]环形密封总成异常工况服役模拟装置及密封性检测方法

权利要求书

1.一种环形密封总成异常工况服役模拟装置，其特征在于，包括高压井口头模拟筒（51）、套管悬挂器模拟件（21）、底座（11）、空间调整控制件（3）和顶部锁环（61），

所述底座（11）和所述顶部锁环（61）分别封堵于所述高压井口头模拟筒（51）的底部和顶部，所述套管悬挂器模拟件（21）设置于所述底座（11）上且位于所述高压井口头模拟筒（51）的中部；

所述套管悬挂器模拟件（21）与所述顶部锁环（61）以及所述高压井口头模拟筒（51）共同围成环形密封总成的预留空间，环形密封总成包括金属密封环（41）和密封锁紧环（42），其中，金属密封环（41）内设有环形凹槽（40），密封锁紧环（42）设置有环形凸缘，当金属密封环（41）和密封锁紧环（42）对接后设置于高压井口头模拟筒（51）内时，密封锁紧环（42）的环形凸缘与金属密封环（41）的环形凹槽（40）过盈卡合，密封锁紧环（42）的环形凸缘对金属密封环（41）外侧的环壁形成挤压，迫使密封锁紧环（42）的外壁向外挤压高压井口头模拟筒（51）的内壁、密封锁紧环（42）内侧的内壁向内挤压套管悬挂器模拟件（21）上端的外壁，从而实现高压井口头模拟筒（51）和外部套管之间的环形空间的封隔；

与所述套管悬挂器模拟件（21）的下圆柱部相对应的所述高压井口头模拟筒（51）的筒壁上设置空间调整控制件（3）；

所述空间调整控制件（3）包括调节螺栓（31）、法兰密封垫片（32）和法兰盘（33），所述调节螺栓（31）贯穿设置于所述高压井口头模拟筒（51）的筒壁，所述调节螺栓（31）的内端抵触所述套管悬挂器模拟件（21），所述法兰盘（33）设置于所述调节螺栓（31）处的所述高压井口头模拟筒（51）的外筒壁，所述法兰盘（33）和所述高压井口头模拟筒（51）的外筒壁之间通过所述法兰密封垫片（32）密封；

所述高压井口头模拟筒（51）的两侧分别设置有左测试通道（52）和右测试通道（53），所述左测试通道（52）和所述右测试通道（53）的最低点分别高于或低于所述金属密封环（41）的环形凹槽（40）的最低点。

2.如权利要求1所述的环形密封总成异常工况服役模拟装置，其特征在于，

所述底座（11）与所述高压井口头模拟筒（51）的底部之间设置有第一底部密封圈（12）和第二底部密封圈（13）。

3.如权利要求1所述的环形密封总成异常工况服役模拟装置，其特征在于，

所述顶部锁环（61）与所述高压井口头模拟筒（51）的顶部之间设置有第一顶部密封圈（62）和第二顶部密封圈（63）。

4.如权利要求1所述的环形密封总成异常工况服役模拟装置，其特征在于，

所述左测试通道（52）和所述右测试通道（53）均包括竖直孔洞部和水平孔洞部，且竖直孔洞部从所述高压井口头模拟筒（51）的上表面自上而下竖直贯入至所述高压井口头模拟筒（51）的内部，水平孔洞部从竖直孔洞部的最低处水平贯出直至与所述环形密封总成的预留空间相连通，且所述左测试通道（52）的水平孔洞部高于所述金属密封环（41）的环形凹槽（40）的最低点且所述右测试通道（53）的水平孔洞部低于所述金属密封环（41）的环形凹槽（40）的最低点。

5.一种环形密封总成异常工况服役的密封性检测方法，采用如权利要求1至4任一所述的环形密封总成异常工况服役模拟装置，包括以下步骤：

在实验开始之前，调节螺栓（31）横向推动套管悬挂器模拟件（21），使套管悬挂器模拟件（21）和高压井口头模拟筒（51）之间产生横向间隙（100），模拟环形密封总成在不居中异常工况下服役；

在进行环形密封总成的密封效果实验时，在该不居中异常工况下对环形密封总成的密封效果进行实验研究，能模拟套管悬挂器模拟件（21）在高压井口头模拟筒（51）内不居中的异常工况。