用于多种介质的多用途密封实验台的制作方法

本实用新型涉及井下钻探密封领域，尤其涉及一种用于多种介质的多用途密封实验台。

背景技术：

密封装置是钻采设备中较易损坏、且最为关键的基础性零部件，井下工具的工作环境极端恶劣，井下钻具的工作温度、工作压力和工作转速不断提高，同时在工作过程中要直接与含有各种固态杂质和化学物的钻井液、油液等相接触，直接承受高温、高压且可能与高磨砺性的介质(井下戒指包括泥浆、水、油等)相接触，并且在工作过程中还可能受到强烈振动、轴向载荷和旋转速度的变化等非常规干扰。这些都对它的寿命和正常工作产生了极大的影响。

目前井下工具的密封寿命一般在200小时左右，极大地影响了工作效率和工作成本，急需对密封件的研发进行寿命实验研究，开展在高温、振动、旋转、多介质等共同条件下的泄漏实验研究。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种针对井下复杂的环境进行密封测试的用于多种介质的多用途密封实验台。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于多种介质的多用途密封实验台，包括底座、支撑梁、转轴、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；所述往复运动装置包括滑轨和复位弹簧，所述双联腔体滑动设置在滑轨上，所述复位弹簧一端与滑轨固定连接，另一端与双联腔体固定连接，所述振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨往复运动的激振力；所述双联腔体包括两个腔体，所述转轴依次穿过两个腔体，转轴和两个腔体的各配合间隙采用密封件密封。

优选地，所述两个腔体之间的密封件包括两个相对设置的密封零件，两个密封零件的配合端面采用迷宫密封的方式进行密封。

优选地，双联腔体中的任一腔体内设置有加热棒，靠近设置有加热棒的腔体的密封零件的内壁沿其周向开有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。

优选地，所述密封圈朝向设置有加热棒的腔体的端面为扭曲面，朝向未设置有加热棒的腔体的端面为平面。

优选地，所述振动装置包括凸轮和楔块，所述楔块设置在双联腔体的一侧，所述凸轮通过驱动电机驱动其旋转，凸轮旋转时与楔块的斜面之间相互接触，斜面受到凸轮旋转产生的水平作用分力连带双联腔体在滑轨上滑动。

优选地，在转轴对应双联腔体两侧密封件的位置贴附液体泄漏试纸。

优选地，所述液体泄漏试纸为亲油材质的薄膜纸，在薄膜纸上通过显色剂画多条显色线，多条显色线之间相互平行分布或相互交叉形成网状分布。

优选地，所述旋转驱动系统包括电机和联轴器，所述电机的输出轴穿过联轴器与转轴一端通过花键连接。

优选地，所述电机通过支撑梁安装在底座上。

优选地，所述旋转驱动系统驱动转轴旋转，在底座对应转轴两端位置设置支撑梁，支撑梁顶端装配轴承组，转轴两端与轴承组转动配合。

与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下优点：

本实用新型涉及一种综合多介质、多工况下的密封测试于一体的密封实验台，能够模拟高温、多工况、多介质条件下的密封测试，更真实的模拟井下复杂工况为前提进行密封实验测试，以达到能够客观真实评价密封圈综合性能的目的。

附图说明

图1为本实用新型用于多种介质的多用途密封实验台的结构示意图；

图2为本实用新型用于多种介质的多用途密封实验台的两个密封腔体之间的密封件的密封方式示意图；

图3为本实用新型用于多种介质的多用途密封实验台的液体泄漏试纸与转轴的配合关系示意图；

图4为本实用新型用于多种介质的多用途密封实验台的密封圈的结构示意图；

图5为本实用新型用于多种介质的多用途密封实验台的密封圈的主视图。

具体实施方式

下面结合图1-5和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种用于多种介质的多用途密封实验台，包括底座1、支撑梁2、转轴3、旋转驱动系统、双联腔体、振动装置和往复运动装置；所述往复运动装置包括滑轨5和复位弹簧6，所述双联腔体滑动设置在滑轨5上，所述复位弹簧6一端与滑轨5固定连接，另一端与双联腔体固定连接，所述振动装置的振源为双联腔体提供沿滑轨5往复运动的激振力；所述双联腔体包括两个腔体4，所述转轴3依次穿过两个腔体4，转轴3和两个腔体4的各配合间隙采用密封件密封；所述旋转驱动系统驱动转轴3旋转，在底座1对应转轴3两端位置设置支撑梁2，支撑梁2顶端装配轴承组7，转轴3两端与轴承组7转动配合。

所述两个腔体4之间的密封件18包括两个相对设置的密封零件9，两个密封零件9的配合端面采用迷宫密封的方式进行密封。通过密封件18将两个腔体4隔断，可以同时测试两种不同介质共同作用下的密封件的密封性能，也可只测试一种介质作用下的密封件的密封性能；双联腔体中的任一腔体4内设置有加热棒8，靠近设置有加热棒8的腔体4的密封零件9的内壁沿其周向开有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈10。设置有加热棒8的腔体4可以对其腔内的介质温度进行调节，从而测试不同温度下的密封件性能；加热棒8通电后产生热量，并首先传递给其附近的介质，通过介质之间的对流使得各处温度变得均匀。所述密封圈10朝向设置有加热棒8的腔体4的端面为扭曲面11，朝向未设置有加热棒8的腔体4的端面为平面。该密封件采用端面迷宫密封和密封圈10结合的组合密封方式；端面迷宫密封有效降低了泥浆中的颗粒物质，减少了对密封件的磨损；当设置有加热棒8的腔体4内注入液压油19，另一腔体4内注入泥浆20对密封件18进行密封性能测试时，密封圈10与泥浆20接触的端面呈平面，与密封圈10内外侧壁之间的夹角成直角，直角边能够有效地阻隔泥浆20的流动通道，与油液接触的位置呈扭曲面11，扭曲面11使得液压油19在转轴3转动过程中持续产生动压，可阻隔泥浆20介质的进入，有效降低密封件的摩擦磨损。

所述振动装置包括凸轮12和楔块13，所述楔块13设置在双联腔体的一侧，所述凸轮12通过驱动电机驱动其旋转，凸轮12旋转时与楔块13的斜面之间相互接触，斜面受到凸轮12旋转产生的水平作用分力连带双联腔体在滑轨5上滑动。凸轮12通过驱动电机驱动进行旋转，旋转过程中与楔块13的斜面接触并对其产生水平作用分力，双联腔体在此力作用下发生位移；凸轮12继续旋转与楔块13的斜面分离时，双联腔体在复位弹簧6的恢复形变力作用下复位；当凸轮12再次转动至与楔块13斜面接触时，重复上述过程。通过凸轮12旋转与楔块13配合产生水平的针对，可测试振动和旋转条件下密封件的动密封性能。

在转轴3对应双联腔体两侧密封件的位置贴附液体泄漏试纸14；所述液体泄漏试纸14为亲油材质的薄膜纸，在薄膜纸上通过显色剂(如油溶荧光剂)画多条显色线，多条显色线之间相互平行分布或相互交叉形成网状分布。基本原理：薄膜纸为亲油材质，将油敏感显色剂以坐标线的形式固定在薄膜纸上，然后将薄膜纸固定在密封圈10外的轴上，如果有油泄漏发生，显色剂颜色发生改变，通过线圈变色的数量及变色数量的改变速度，可以计算出泄漏的时间、泄露总量及速率。

所述旋转驱动系统包括电机15和联轴器16，所述电机15的输出轴穿过联轴器16与转轴3一端通过花键17连接，所述电机15通过支撑梁2安装在底座1上。电机15输出轴和转轴3通过花键17连接，可以使输出轴与转轴3目的是允许两者连接时有小的位移补偿。转轴3的转速可通过电机15的输出功率调整，传动轴做旋转运动时，可测试密封件的旋转动密封性能；

本实验台的工作原理：旋转驱动系统驱动转轴3旋转，转轴3与双联腔体内的液体介质接触，另一端与往复运动装置或直接与振动装置接触；通过对液体加热实现高温密封性能检测；可以很好的模拟产品实际工况验证静密封、旋转动密封，往复密封等不同工作条件下的密封性能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。