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密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，外筒接頭的一端連接至外筒的左端、另一端通過三通連接至數(shù)據(jù)采集裝置；中筒的左端從外筒的右端口裝入，外筒靠近右端處開有兩個(gè)螺孔，中筒的中部與兩個(gè)螺孔對(duì)應(yīng)的位置處開有兩個(gè)限位孔；內(nèi)筒中部設(shè)有兩個(gè)與螺孔對(duì)應(yīng)的鍵槽，螺栓對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行定位并限制中筒的移動(dòng)范圍；絲堵安裝在中筒的左端，內(nèi)筒安裝在中筒內(nèi)；中筒接頭的一端連接中筒的右端、另一端通過另一個(gè)三通連接數(shù)據(jù)采集裝置；中筒與外筒之間安裝有至少一個(gè)密封圈，限位孔兩側(cè)的內(nèi)筒外壁上設(shè)有至少一個(gè)密封圈槽。通過本發(fā)明，可以模擬帶壓環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，為井下施工設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
【專利說明】密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膠圈密封性能測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]膠圈密封是工業(yè)中常用密封方式，可用于氣體和液體密封，在需要防止流道間流體流通、分隔壓力區(qū)、防腐防潮的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)連接部位都應(yīng)設(shè)置具有良好密封性能的膠圈，保證作業(yè)順利進(jìn)行。密封圈具有良好的彈性，依靠擠壓力實(shí)施密封，因此在兩個(gè)被密封件發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，密封圈會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦阻力，阻礙動(dòng)作發(fā)生。但膠圈受壓時(shí)的阻力不能按照常溫常壓條件進(jìn)行理論計(jì)算，因此需要一種專門的裝置，模擬帶壓環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，為井下施工設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，可以模擬帶壓環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，為井下施工設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，包括外筒、外筒接頭、中筒、中筒接頭、絲堵、內(nèi)筒、螺栓和數(shù)據(jù)采集裝置，其中:
[0005]所述外筒接頭的一端連接至所述外筒的左端、另一端通過三通連接至所述數(shù)據(jù)采集裝置；
[0006]所述中筒的左端從外筒的右端口裝入，外筒靠近右端處開有兩個(gè)螺孔，所述中筒的中部與兩個(gè)所述螺孔對(duì)應(yīng)的位置處開有兩個(gè)限位孔；
[0007]所述內(nèi)筒中部設(shè)有兩個(gè)與所述螺孔對(duì)應(yīng)的鍵槽，所述螺栓穿過所述螺孔、所述限位孔進(jìn)入所述鍵槽對(duì)所述內(nèi)筒進(jìn)行定位并限制所述中筒的移動(dòng)范圍；
[0008]所述絲堵安裝在所述中筒的左端，所述內(nèi)筒安裝在所述中筒內(nèi)；
[0009]所述中筒接頭的一端連接所述中筒的右端、另一端通過另一個(gè)三通連接所述數(shù)據(jù)采集裝置；
[0010]所述外筒內(nèi)壁與所述中筒外壁、所述中筒內(nèi)壁與所述內(nèi)筒外壁之間均為間隙配合，所述中筒與所述外筒之間安裝有至少一個(gè)密封圈，所述限位孔兩側(cè)的內(nèi)筒外壁上設(shè)有至少一個(gè)密封圈槽；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集裝置用于采集兩個(gè)三通處的壓強(qiáng)值。
[0012]具體而言，該測(cè)試裝置的工作原理如下:
[0013]在兩端的三通上分別連接壓力泵，在測(cè)試密封圈槽不安裝密封圈，通過外筒接頭向測(cè)試裝置中打壓，推動(dòng)絲堵、中筒、中筒接頭向右移動(dòng)，記錄能夠推動(dòng)的臨界壓強(qiáng)并得到壓力f0，即為密封圈產(chǎn)生的靜摩擦阻力；
[0014]停止低壓端打壓，選擇待測(cè)密封圈一對(duì)，裝入密封圈槽中，通過中筒接頭向測(cè)試裝置內(nèi)打壓，使待測(cè)密封圈處于受壓狀態(tài)；[0015]通過外筒接頭向測(cè)試裝置打壓，推動(dòng)絲堵、中筒、高壓接頭向右移動(dòng)，記錄能夠推動(dòng)的臨界壓強(qiáng)并得到壓力fl，即為密封圈與待測(cè)密封圈共同產(chǎn)生的靜摩擦力；
[0016]得出被測(cè)試受液壓狀態(tài)下密封圈摩阻f=fl-f0。
[0017]在該技術(shù)方案中，通過室內(nèi)試驗(yàn)，模擬帶壓環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，可以確定密封圈在帶壓環(huán)境摩擦阻力，為井下施工設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，該測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)施、易操作、便于觀察與測(cè)量。
[0018]優(yōu)選地，所述內(nèi)筒外壁上設(shè)有多組不同型號(hào)的密封圈槽，每組密封圈槽均包括兩個(gè)在所述內(nèi)筒兩端對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)密封圈槽。
[0019]優(yōu)選地，所述內(nèi)筒外壁上設(shè)有三組不同型號(hào)的密封圈槽，從而可以測(cè)試不同型號(hào)的待測(cè)密封圈。
[0020]優(yōu)選地，所述外筒接頭與所述外筒之間、所述中筒接頭與所述中筒之間均通過錐螺紋連接，連接更加可靠。
[0021]優(yōu)選地，所述外筒接頭為低壓接頭，所述中筒接頭為高壓接頭。
[0022]優(yōu)選地，所述中筒右端外壁與所述外筒之間通過兩個(gè)所述密封圈密封。
[0023]優(yōu)選地,所述密封圈為低壓密封圈。
[0024]優(yōu)選地，兩個(gè)所述螺孔關(guān)于所述外筒的軸線對(duì)稱設(shè)置，可以更好地對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行定位以及限制中筒的移動(dòng)范圍，更加可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置在不同工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0027]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)
試裝置，
[0028]包括外筒2、外筒接頭1、中筒4、中筒接頭7、絲堵3、內(nèi)筒6、螺栓5和數(shù)據(jù)采集裝置8，其中:
[0029]所述外筒接頭I的一端連接至所述外筒2的左端、另一端通過三通連接至所述數(shù)據(jù)采集裝置8 ；
[0030]所述中筒4的左端從外筒2的右端口裝入，外筒2靠近右端處開有兩個(gè)螺孔，所述中筒4的中部與兩個(gè)所述螺孔對(duì)應(yīng)的位置處開有兩個(gè)限位孔42 ；
[0031]所述內(nèi)筒6中部設(shè)有兩個(gè)與所述螺孔對(duì)應(yīng)的鍵槽，所述螺栓5穿過所述螺孔、所述限位孔42進(jìn)入所述鍵槽對(duì)所述內(nèi)筒6進(jìn)行定位并限制所述中筒4的移動(dòng)范圍；
[0032]所述絲堵3安裝在所述中筒4的左端，所述內(nèi)筒6安裝在所述中筒4內(nèi)；
[0033]所述中筒接頭7的一端連接所述中筒4的右端、另一端通過另一個(gè)三通連接所述數(shù)據(jù)采集裝置8 ；
[0034]所述外筒2內(nèi)壁與所述中筒4外壁、所述中筒4內(nèi)壁與所述內(nèi)筒6外壁之間均為間隙配合，所述中筒4與所述外筒2之間安裝有至少一個(gè)密封圈41，所述限位孔42兩側(cè)的內(nèi)筒6外壁上設(shè)有至少一個(gè)密封圈槽61 ；
[0035]所述數(shù)據(jù)采集裝置8用于采集兩個(gè)三通處的壓強(qiáng)值。
[0036]具體而言，該測(cè)試裝置的工作原理如下:
[0037]在兩端的三通上分別連接壓力泵，在測(cè)試密封圈槽不安裝密封圈，通過外筒接頭I向測(cè)試裝置中打壓，推動(dòng)絲堵3、中筒4、中筒接頭7向右移動(dòng)，記錄能夠推動(dòng)的臨界壓強(qiáng)并得到壓力f0，即為密封圈41產(chǎn)生的靜摩擦阻力；
[0038]停止低壓端打壓，選擇待測(cè)密封圈一對(duì)，裝入密封圈槽61中，通過中筒接頭7向測(cè)試裝置內(nèi)打壓，使待測(cè)密封61圈處于受壓狀態(tài)；
[0039]通過外筒接頭I向測(cè)試裝置打壓，推動(dòng)絲堵3、中筒4、高壓接頭7向右移動(dòng)，記錄能夠推動(dòng)的臨界壓強(qiáng)并得到壓力fl，即為密封圈41與待測(cè)密封圈61共同產(chǎn)生的靜摩擦力；
[0040]得出被測(cè)試受液壓狀態(tài)下密封圈摩阻f=fl_f0。
[0041]在該技術(shù)方案中，通過室內(nèi)試驗(yàn)，模擬帶壓環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，可以確定密封圈在帶壓環(huán)境摩擦阻力，為井下施工設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，該測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)施、易操作、便于觀察與測(cè)量。
[0042]優(yōu)選地，所述內(nèi)筒6外壁上設(shè)有多組不同型號(hào)的密封圈槽61,每組密封圈槽61均包括兩個(gè)在所述內(nèi)筒6兩端對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)密封圈槽61。
[0043]優(yōu)選地，所述內(nèi)筒6外壁上設(shè)有三組不同型號(hào)的密封圈槽61，從而可以測(cè)試不同型號(hào)的待測(cè)密封圈。
[0044]優(yōu)選地，所述外筒接頭I與所述外筒2之間、所述中筒接頭7與所述中筒4之間均通過錐螺紋連接，連接更加可靠。
[0045]優(yōu)選地，所述外筒接頭I為低壓接頭，所述中筒接頭7為高壓接頭。
[0046]優(yōu)選地，所述中筒4右端外壁與所述外筒2之間通過兩個(gè)所述密封圈41密封。
[0047]優(yōu)選地，所述密封圈41為低壓密封圈。
[0048]優(yōu)選地，兩個(gè)所述螺孔關(guān)于所述外筒2的軸線對(duì)稱設(shè)置，可以更好地對(duì)內(nèi)筒6進(jìn)行定位以及限制中筒4的移動(dòng)范圍，更加可靠。
[0049]如圖1和圖2所示，基于本發(fā)明的以上技術(shù)方案，其具體測(cè)試方式可以如下:
[0050]( I)測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置包括:
[0051]低壓泵9，5MPa ;液壓泵10，50MPa，或氣體壓縮泵；數(shù)據(jù)采集裝置8，可以包括壓力傳感器、采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、電腦顯示器等。
[0052](2)測(cè)試待測(cè)密封圈不安裝，組裝測(cè)試裝置，如圖1。
[0053](3)低壓泵9逐漸打壓，直至觀察中筒4開始向右移動(dòng)，此時(shí)壓力瞬時(shí)下降，繼續(xù)緩慢打壓，至測(cè)試裝置完成測(cè)試狀態(tài)，如圖2。
[0054](4)調(diào)取電腦記錄數(shù)據(jù)，記錄壓力值瞬時(shí)降低前的最大值PO。
[0055](5)安裝待測(cè)密封圈于與之匹配的一組密封圈槽61。
[0056](6)高壓泵10打壓至測(cè)試壓強(qiáng)Pc。
[0057](7)低壓泵9逐漸打壓，直至觀察中筒4開始向右移動(dòng)，此時(shí)壓力瞬時(shí)下降，繼續(xù)緩慢打壓，至測(cè)試裝置完成測(cè)試狀態(tài)。[0058](8)調(diào)取電腦記錄數(shù)據(jù)，記錄壓力值瞬時(shí)降低前的最大值PI。
[0059](9)密封圈阻力f計(jì)算
[0060]根據(jù)公式F=P X S
[0061]PO作用面為外筒2內(nèi)截面SO，Pl作用面為外筒2內(nèi)截面SO
[0062]即f=PlXS0-P0XS0
[0063](10)測(cè)試完成。
[0064](11)改變待測(cè)密封圈槽尺寸可測(cè)試不同型號(hào)的密封圈性能。
[0065](12)改變待測(cè)密封圈種類、材質(zhì)可測(cè)試不同種類待測(cè)密封圈性能。
[0066](13)改變高壓泵10壓力，可測(cè)試不同壓力環(huán)境中密封圈摩阻。
[0067](14)改變中筒4內(nèi)表面粗糙度或材質(zhì)，可測(cè)試同種密封圈與不同材質(zhì)接觸面間的性能。
[0068]( 15)將高壓泵液泵換為氣泵可測(cè)試氣壓狀態(tài)下密封圈摩阻測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
[0069]總之，基于本發(fā)明中的以上技術(shù)方案，該測(cè)試裝置可以有多種應(yīng)用方式，包括:1、可設(shè)置多種密封圈槽尺寸以測(cè)試不同型號(hào)密封圈，2、可測(cè)試不同填料密封材質(zhì)的封密圈，
3、可測(cè)試不同壓力下密封圈摩擦阻力，4、可選擇不同粗糙度或不同材質(zhì)接觸面以測(cè)試同種密封圈與不同接觸面間摩擦阻力，5、可測(cè)試壓力環(huán)境為液體、氣體、真空等環(huán)境，6、可通過該裝置完成大量實(shí)驗(yàn)，總結(jié)受壓狀態(tài)下密封圈摩阻經(jīng)驗(yàn)公式。
[0070]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這種實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，包括外筒(2)、外筒接頭(I)、中筒(4)、中筒接頭(7)、絲堵(3)、內(nèi)筒(6)、螺栓(5)和數(shù)據(jù)采集裝置(8)，其中: 所述外筒接頭(I)的一端連接至所述外筒(2)的左端、另一端通過三通連接至所述數(shù)據(jù)采集裝置(8); 所述中筒(4)的左端從外筒(2)的右端口裝入，所述外筒(2)靠近右端處開有兩個(gè)螺孔，所述中筒(4)的中部與兩個(gè)所述螺孔對(duì)應(yīng)的位置處開有兩個(gè)限位孔(42)； 所述內(nèi)筒(6)中部設(shè)有兩個(gè)與所述螺孔對(duì)應(yīng)的鍵槽，所述螺栓(5)穿過所述螺孔、所述限位孔(42)進(jìn)入所述鍵槽對(duì)所述內(nèi)筒(6)進(jìn)行定位并限制所述中筒(4)的移動(dòng)范圍； 所述絲堵(3)安裝在所述中筒(4)的左端，所述內(nèi)筒(6)安裝在所述中筒(4)內(nèi)； 所述中筒接頭(7)的一端連接所述中筒(4)的右端、另一端通過另一個(gè)三通連接所述數(shù)據(jù)采集裝置(8);所述外筒(2)內(nèi)壁與所述中筒(4)外壁、所述中筒(4)內(nèi)壁與所述內(nèi)筒(6)外壁之間均為間隙配合，所述中筒(4)與所述外筒(2)之間安裝有至少一個(gè)密封圈(41)，所述限位孔(42)兩側(cè)的內(nèi)筒(6)外壁上設(shè)有至少一個(gè)密封圈槽(61)； 所述數(shù)據(jù)采集裝置(8)用于采集兩個(gè)三通處的壓強(qiáng)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒(6)外壁上設(shè)有多組不同型號(hào)的密封圈槽(61)，每組密封圈槽(61)均包括兩個(gè)在所述內(nèi)筒(6 )兩端對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)密封圈槽(61)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒(6)外壁上設(shè)有三組不同型號(hào)的密封圈槽(61)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述外筒接頭(I)與所述外筒(2)之間、所述中筒接頭(7)與所述中筒(4)之間均通過錐螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述外筒接頭(I)為低壓接頭，所述中筒接頭(7)為高壓接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述中筒(4)右端外壁與所述外筒(2)之間通過兩個(gè)所述密封圈(41)密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，所述密封圈(41)為低壓密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的密封圈帶壓狀態(tài)下摩擦阻力的測(cè)試裝置，其特征在于，兩個(gè)所述螺孔關(guān)于所述外筒(2)的軸線對(duì)稱設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK103954438SQ201410071570
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】馮強(qiáng), 黨偉, 王瑤, 楊曉勇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司