[发明专利]一种平衡式单金属密封试验装置

摘要

本发明涉及一种单金属密封试验装置，主要用于深井石油、天然气开采中单金属密封的试验研究，包括驱动冲击系统、循环系统、压力平衡系统、密封系统、加载系统和信号采集系统。所设计的单金属密封实验装置能够对单金属密封的性能进行台架实验，综合测试单金属密封工作性能、预测密封寿命，对于进一步研究与提高单金属密封性能具有重要意义；通过柔性油袋和平衡缸实现水压力和润滑油压力的动态平衡，压力的传递更加灵敏；能够模拟井下冲击振动的工况环境，在实验过程中进行冲击加载，从而使得实验结果更加接近钻井时单金属密封的真实工作环境；通过润滑油腔体和水腔体整体在导轨上移动，实现对单金属密封施加轴向载荷，提高了位移加载精度。 1

主权项

1.一种平衡式单金属密封试验装置，主要包括驱动冲击系统、循环系统、压力平衡系统、密封系统、加载系统和信号采集系统，其特征在于：所述驱动冲击系统主要由电机（4）、电机支架（2）、联轴器（5）、主轴（7）和冲击器（31）组成，其中的冲击器（31）安装在电机支架（2）上，对主轴（7）加载冲击载荷来模拟实际冲击振动的工况环境；所述加载系统主要由导向套（21）、支架（19）、导轨（30）、水腔体（8）和润滑油腔体（22）组成，其中的润滑油腔体（22）和水腔体（8）通过焊接作为一个整体，导向套（21）和支架（19）为螺纹配合，通过旋转导向套（21）推动润滑油腔体（22）和水腔体（8）整体在导轨（30）上向左移动，从而可以对单金属密封施加轴向载荷；所述信号采集系统主要由位移传感器（18）、温度传感器（15）、扭矩传感器（6）和数据采集器（17）组成，三个温度传感器（15）分布安装在以静环（14）中心为圆心的同心圆环中不同直径的同心圆环上，通过温度传感器（15）可测得静环（14）的端面内侧、外侧和中间位置的温度；在未对单金属密封施加轴向载荷的情况下，开启扭矩传感器（6）来测量扭矩，随后在施加轴向载荷的情况下再次开启扭矩传感器（6）来测量扭矩，两者之间的差值就是动环（13）和静环（14）之间的摩擦扭矩。