[发明专利]一种深海补偿器用密封件及其密封寿命的测试装置和方法

权利要求书

1.一种深海补偿器用密封件，其特征在于，包括：

环形密封结构(1)，环套在外作业管柱(3)和内作业管柱(4)所形成的环形间隙中，所述环形密封结构(1)包括依次一体设置的第一外层、第一填充层、中间层、第二填充层和第二外层，其中所述第一外层、所述中间层和所述第二外层均为PEEK层(5)，所述第一填充层和所述第二填充层为至少一层PTFE基复合层(6)和至少一层PTFE层(7)交替分布形成的多层结构，且所述PTFE基复合层(6)和所述PTFE层(7)的轴向横截面呈人字形，所述第一填充层中的所述PTFE基复合层(6)和所述PTFE层(7)的尖端朝向所述第一外层，所述第二填充层中的所述PTFE基复合层(6)和所述PTFE层(7)的尖端朝向所述第二外层；

环形扶正结构(2)，两所述环形扶正结构(2)分别环套在位于所述环形密封结构(1)两端的所述内作业管柱(4)的外壁上。

2.根据权利要求1所述的深海补偿器用密封件，其特征在于，所述PEEK层(5)中PEEK的数均分子量为10-16万，拉伸强度为98MPa，玻璃化转变温度为150℃。

3.根据权利要求1所述的深海补偿器用密封件，其特征在于，所述PTFE层(7)中PTFE的数均分子量为100-150万，比重为2.17g/cm³，体积密度为814.16g/L。

4.根据权利要求1所述的深海补偿器用密封件，其特征在于，所述PTFE基复合层(6)为碳纤维增强的PTFE，数均分子量为100-150万，比重为2.089g/cm³，体积密度为708.8g/L，其中碳纤维的重量百分含量为16％。

5.一种如权利要求1到4任一项所述深海补偿器用密封件的密封寿命的测试装置，其特征在于，包括：

测试桶(8)，所述测试桶(8)的外壁上设置有冷却保温系统(9)，所述测试桶(8)内设置有测试工装器(10)，所述测试工装器(10)与所述测试桶(8)之间填充有冰水混合物，所述测试工装器(10)为包含有顶盖(101)和底座(102)的筒型结构，所述测试工装器(10)的空腔中容纳有可沿其轴向滑动的滑块(103)，所述滑块(103)的外壁上环套有所述环形密封结构(1)，所述滑块(103)将所述测试工装器(10)的空腔分割成上空腔和下空腔；

液压器(11)，所述液压器(11)上设置有A端调压器(111)和B端调压器(112)，所述A端调压器(111)通过贯穿所述顶盖(101)的一号导管(119)与所述上空腔连接，所述B端调压器(112)通过贯穿所述底座(102)的二号导管(120)与所述下空腔连接；

高压泵(12)，所述高压泵(12)上设置有一号出液口(121)和二号出液口(122)，所述一号出液口(121)通过贯穿所述顶盖(101)的三号导管(127)与所述上空腔连接，所述二号出液口(122)通过贯穿所述底座(102)的四号导管(128)与所述下空腔连接。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述一号导管(119)上设置有一号高压变扣(113)和三号高压截止阀(115)，所述二号导管(120)上设置有二号高压变扣(114)和四号高压截止阀(116)。

7.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述三号导管(127)上设置有一号高压截止阀(123)和一号压力表(125)，所述四号导管(128)上设置有二号高压截止阀(124)和二号压力表(126)。

8.一种如权利要求1到4任一项所述深海补偿器用密封件的密封寿命的测试方法，该测试方法基于如权利要求5到7任一项所述的测试装置，其特征在于，该测试方法包括如下步骤：

(a)将环套有所述环形密封结构(1)的所述滑块(103)放入所述测试工装器(10)内，然后将所述测试工装器(10)置于所述测试桶(8)中，再将冰水混合物加入所述测试桶(8)中；

(b)开启所述液压器(11)，分别设定所述A端调压器(111)和所述B端调压器(112)的压力，同时设定所述滑块(103)在所述测试工装器(10)中上下滑动的次数，所述液压器(11)内的液体通过所一号导管(119)和二号导管(120)分别进入所述上空腔和所述下空腔，推动所述滑块(103)上下滑动；

(c)当所述滑块(103)在所述测试工装器(10)中上下滑动达到设定次数后，关闭三号高压截止阀(115)和四号高压截止阀(116)，打开所述高压泵(12)以及所述一号高压截止阀(123)和所述二号高压截止阀(124)，监控所述一号压力表(125)和所述二号压力表(126)的数值变化，判断所述环形密封结构(1)的密封性能。