一种球型胶芯压缩试验装置的制作方法

本实用新型属于石油钻井用防喷胶芯检测装置领域，具体涉及一种球型胶芯压缩试验装置。

背景技术：

在石油钻采钻井作业时，需要在井口设置防喷装置(即防喷器)，在紧要关头密封井口，防止井喷。在整个防喷器起密封的关键部件，即是橡胶胶芯，胶芯的质量直接决定了防喷的效果。

石油防喷胶芯质量的检测，是通过石油部下检测中心，把胶芯装入防喷器做各种模拟现场试验，检测合格后才可以送往现场使用。整个检测中心，可能同时有多个厂家的代检胶芯，每个胶芯的检测项目都需要大量的时间、人力、资源，检测费。

现有技术中，专利申请号为201420040274.9所申请的压缩式封隔器胶芯试验装置，主要对胶芯的外壁进行压力检测以及高温检测；但其结构复杂，不能对球型胶芯的上端在挤压状态下的耐久性和密封性进行检测，并且不能在检测过程中观察胶芯的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述提出的现有技术无法对球型胶芯的上端在挤压状态下的耐久性、密封性等基本性能进行检测，并且不能在检测过程中观察胶芯的情况的问题，本实用新型提供一种球型胶芯压缩试验装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种球型胶芯压缩试验装置，包括设有通腔的中间筒，中间筒的两端通过螺纹结构分别连接有顶盖和底盖，所述顶盖上设有呈半球形的中空凸槽并且凸槽底部开口与通腔尺寸匹配，中间筒的通腔内设有推板，推板侧壁与中间筒的内壁贴合，推板连接有顶杆，底盖中心设有通孔，顶杆穿过通孔与推板底部连接，球型胶芯设置在推板上部，中间筒的内壁与球型胶芯外壁贴合。

本球型胶芯压缩试验装置的工作原理为：

首先包括中间筒(相当于防喷器壳体)、顶盖(相当于防喷器顶盖)、底盖(相当于防喷器壳体底座)、顶杆(相当于防喷器活塞)，安装时将球型胶芯放置到推板上，将推板和球型胶芯放置到中间筒的通腔内，通过螺纹结构把顶盖固定到中间筒的上部开口，然后将顶杆与推板底部连接，将顶杆穿过底盖上的通孔，底盖沿着顶杆上移与中间筒的下部开口螺纹固定，进行压缩试验时，将顶杆和推板模拟成石油开采时管道内的液压，顶杆上移，通过推板压缩球型胶芯，达到模拟防喷器工作时的状态，当顶杆向上压紧时，推板整体向上移动，此时推板和顶盖同时压紧球型胶芯，球型胶芯上端向内闭合，反复试验后可以检测出胶芯的基本性能：可以观察球型胶芯的破坏情况；压缩后取出，测量内外径检测球型胶芯的恢复情况。

本球型胶芯的优点为简单、实用。以常用球型胶芯35系列—53系列为例，球胶芯的最大外径超过700毫米—1000毫米，所做试验所需人员3—5人；本实用新型缩小3倍—5倍后，一个人即可操作试验装置，并且结构连接简单，节约了人员、时间；当球型胶芯质量有把握后，再到检测中心做终检，节约了因球型胶芯质量差而反复试验的检测费用。

进一步的，所述凸槽的顶部开设有观察口，观察口上设有密封盖；顶盖为开口式，方便观察模拟胶芯的闭合情况。

进一步的，还包括长杆，推板的中心设有连接槽，长杆穿过观察口通过连接槽固定在推板上，球型胶芯外套在长杆上。可以选择性从此处放入长杆，模拟钻杆。当有长杆时，球型胶芯的密封状态为半封(球型胶芯上部压紧在长杆侧壁，没有完全闭合)、当无长杆时，球型胶芯的密封状态为全封(球型胶芯上部完全闭合)。

进一步的，所述长杆的内部设有通水空腔，长杆的底部侧壁上设有与通水空腔连通的出液孔，长杆顶部设有与通水空腔连通的进液孔，进液孔上设有密封塞。通过进液孔向长杆的通水空腔内注水，水从出液孔进入到推板和球型胶芯所组成的空间内，水量注入足够后，通过密封塞将进液孔密封，向上压紧顶杆后，在试验球型胶芯的破坏情况、压缩后球型胶芯的恢复情况之外，还可以通过观察上压过程中球型胶芯上部的出水情况检测球型胶芯的液体密封性。

进一步的，所述顶杆的外表面上设有外螺纹，通孔内设有内螺纹，顶杆通过螺纹结构旋入旋出通孔。顶杆通过螺旋的方式旋上旋下推板，可以手动操作，也可以使用能够带动顶杆旋转的电机操作。

进一步地，所述顶杆底部通过液压升降柱连接有液压柱塞泵。由液压系统提供动力，通过液压升降柱带动顶杆上下移动，实现推动推板的上升和下降。使用方便，精确度高。

进一步地，所述顶盖和中间筒的连接处、底盖与中间筒的连接处均设有密封圈。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一个人即可操作试验装置，并且结构连接简单，节约了人员、时间；当球型胶芯质量有把握后，再到检测中心做终检，节约了因球型胶芯质量差而反复试验的检测费用；

2.本实用新型反复试验后可以检测出胶芯的基本性能：可以观察球型胶芯的破坏情况；压缩后取出，测量内外径检测球型胶芯的恢复情况；

3.本实用新型通过长杆上的输水系统，可以通过观察上压过程中球型胶芯上部的出水情况检测球型胶芯的液体密封性；

4.本实用新型顶杆的推进方式可以通过与通孔螺纹连接，手动或旋转电机推进；也可以通过液压升降泵推动顶杆上压会下降，使用方便，选择性强。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型采用液压柱塞泵提供动力情况下的结构示意图。

其中，其中：1—通腔，2—中间筒，3—顶盖，4—底盖，5—凸槽，6—推板，7—顶杆，8—通孔，9—球型胶芯，10—观察口，11—密封盖，12—长杆，13—连接槽，14—通水空腔，15—密封塞，16—液压升降柱，17—液压柱塞泵，18—密封圈，141—出液孔，142—进液孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1，图2所示，一种球型胶芯压缩试验装置，包括设有通腔1的中间筒2，中间筒2的两端通过螺纹结构分别连接有顶盖3和底盖4，所述顶盖3上设有呈半球形的中空凸槽5并且凸槽5底部开口与通腔1尺寸匹配，中间筒2的通腔1内设有推板6，推板6侧壁与中间筒2的内壁贴合，推板6连接有顶杆7，底盖4中心设有通孔8，顶杆7穿过通孔8与推板6底部连接，球型胶芯9设置在推板6上部，中间筒2的内壁与球型胶芯9外壁贴合。

首先包括中间筒2(相当于防喷器壳体)、顶盖3(相当于防喷器顶盖)、底盖4(相当于防喷器壳体底座)、顶杆7(相当于防喷器活塞)，安装时将球型胶芯9放置到推板6上，将推板6和球型胶芯9放置到中间筒2的通腔1内，通过螺纹结构把顶盖3固定到中间筒2的上部开口，然后将顶杆7与推板6底部连接，将顶杆7穿过底盖4上的通孔8，底盖4沿着顶杆7上移与中间筒2的下部开口螺纹固定，进行压缩试验时，将顶杆7和推板6模拟成石油开采时管道内的液压，顶杆7上移，通过推板6压缩球型胶芯9，达到模拟防喷器工作时的状态，当顶杆7向上压紧时，推板6整体向上移动，此时推板6和顶盖3同时压紧球型胶芯9，球型胶芯9上端向内闭合，反复试验后可以检测出胶芯的基本性能：可以观察球型胶芯9的破坏情况；压缩后取出，测量内外径检测球型胶芯9的恢复情况。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述凸槽5的顶部开设有观察口10，观察口10上设有密封盖11；顶盖3为开口式，方便观察模拟胶芯的闭合情况。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，还包括长杆12，推板6的中心设有连接槽13，长杆12穿过观察口10通过连接槽13固定在推板6上，球型胶芯9外套在长杆12上。可以选择性从此处放入长杆12，模拟钻杆。当有长杆12时，球型胶芯9的密封状态为半封(球型胶芯9上部压紧在长杆12侧壁，没有完全闭合)、当无长杆12时，球型胶芯9的密封状态为全封(球型胶芯9上部完全闭合)；长杆12的内部设有通水空腔14，长杆12的底部侧壁上设有与通水空腔14连通的出液孔141，长杆12顶部设有与通水空腔14连通的进液孔142，进液孔142上设有密封塞15。通过进液孔142向长杆的通水空腔14内注水，水从出液孔141进入到推板6和球型胶芯9所组成的空间内，水量注入足够后，通过密封塞15将进液孔142密封，向上压紧顶杆7后，在试验球型胶芯9的破坏情况、压缩后球型胶芯9的恢复情况之外，还可以通过观察上压过程中球型胶芯9上部的出水情况检测球型胶芯9的液体密封性；顶杆7的外表面上设有外螺纹，通孔8内设有内螺纹，顶杆7通过螺纹结构旋入旋出通孔8。顶杆7通过螺旋的方式旋上旋下推板6，可以手动操作，也可以使用能够带动顶杆7旋转的电机操作。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，还包括长杆12，推板6的中心设有连接槽13，长杆12穿过观察口10通过连接槽13固定在推板6上，球型胶芯9外套在长杆12上。可以选择性从此处放入长杆12，模拟钻杆。当有长杆12时，球型胶芯9的密封状态为半封(球型胶芯9上部压紧在长杆12侧壁，没有完全闭合)、当无长杆12时，球型胶芯9的密封状态为全封(球型胶芯9上部完全闭合)；长杆12的内部设有通水空腔14，长杆12的底部侧壁上设有与通水空腔14连通的出液孔141，长杆12顶部设有与通水空腔14连通的进液孔142，进液孔142上设有密封塞15。通过进液孔142向长杆的通水空腔14内注水，水从出液孔141进入到推板6和球型胶芯9所组成的空间内，水量注入足够后，通过密封塞15将进液孔142密封，向上压紧顶杆7后，在试验球型胶芯9的破坏情况、压缩后球型胶芯9的恢复情况之外，还可以通过观察上压过程中球型胶芯9上部的出水情况检测球型胶芯9的液体密封性；顶杆7底部通过液压升降柱16连接有液压柱塞泵17。由液压柱塞泵(17)提供动力，通过液压升降柱16带动顶杆上下移动，实现推动推板6的上升和下降。使用方便，精确度高。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，顶盖3和中间筒2的连接处、底盖4与中间筒2的连接处均设有密封圈18。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。