液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，包括封闭缸体、活塞、参数测量组件，所述活塞位于封闭缸体内，将封闭缸体隔离为两个封闭的腔室，所述封闭腔体底部有试验介质流道，所述活塞内有贯通的液压油通道；所述参数测量组件固定连接在活塞上，其输出信号线与模拟装置的控制面板连接。本测量装置可连接到模拟装置在实现高温高压环境模拟的同时，得到同步的弹性模量和热膨胀系数，液压油的物理参数和其工作环境具有同步性，确保了测得参数的准确性。

【技术实现步骤摘要】
液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置
本专利技术涉及一种液压油物理量的测量装置，特别是涉及一种在进行超高温超高压工作环境模拟时同步进行液压油弹性模量及热膨胀系数测量的测量装置。
技术介绍
测井仪器的工作环境为高温高压环境，因此测井仪器都采用耐高温的元器件或材料来实现仪器的耐高温性能，为了避免仪器因高压而损坏，就要采用耐高压设计，在选用强度高的材料仍不能满足抗压要求的情况下，通常采用平衡内外压力降低对仪器耐压要求。液压油具有氧化稳定性、防锈作用、消泡性、不导电性、抗燃性等良好的性质，因此测井仪器常选用液压油作为实现内外压力平衡的工作介质。在设计测井仪器的液压平衡装置时，液压油的体积弹性模量和热膨胀系数是两个至关重要的参数。现有测井仪器在设计液压平衡装置时，常把液压油的体积弹性模量和热膨胀系数看作一个常量，取一个粗略的估算值，据此设计的液压平衡装置很难保证在高温高压下能可靠的工作。由于液压油的体积弹性模量和热膨胀系数是随压力和温度不断变化的,准确测量液压油的上述参数就极为重要。现有的液体体积弹性模量测量方法分为定义法、波速法、互相关测速法、流量法等，每一种测量方法都有与其相对应的测量装置。波速法不调节被测液体的压力；互相关测速法和流量法一般无温度调节措施且不适应超高压力条件；而定义法直观、实现的形式多样、可以实现超高压力温度调节且测量精度高，因此本专利拟采用定义法来实现对超高压力温度状态液压油体积弹性模量的测量。现有定义法测量装置有以下缺陷：1）难以实现在-40～180℃范围内对被测液压油进行温度调节，并使其温度稳定在某一数值。2）难以实现在0～140MPa范围内对被测液压油进行压力调节，单一油泵加压很难达到如此超高压力。3）难以实现最大差压力达140MPa时压缩活塞杆的动密封，即难以控制被测液压油通过动密封处的泄漏。4）在超高压力下，被测液压油容腔即缸体会发生径向变形，此时靠测量活塞位移不能反映被测液压油的真实体积。
技术实现思路
本专利技术提供一种液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其目的是实现在超高温超高压模拟装置内实现对液压油弹性模量和热膨胀系数的测量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，包括封闭缸体、活塞、参数测量组件，所述活塞位于封闭缸体内，将封闭缸体隔离为两个封闭的腔室，所述封闭腔体底部有试验介质流道，所述活塞内有贯通的液压油通道；所述参数测量组件固定连接在活塞上。进一步地，所述活塞包括活塞本体和导向杆，所述导向杆一端与活塞本体固定连接，另一端与封闭缸体底部活动连接。进一步地，所述导向杆和封闭缸体底部接触面设置有导向套，所述导向套与封闭缸体底部固定连接。进一步地，所述活塞本体通过密封圈和防尘圈形成与封闭缸体之间的动密封。进一步地，所述参数测量组件包括压力温度传感器、位移传感器、传感器支座和信号引出组件；所述压力温度传感器、位移传感器固定连接在传感器支座上，所述传感器支座与活塞本体通过复位机构连接，所述压力温度传感器的端部伸入液压油通路，所述压力温度传感器和位移传感器测得的参数通过信号引出组件输出。进一步地，所述复位机构包括弹簧和弹簧座，所述弹簧安装在弹簧座上，所述弹簧座包括下弹簧座和上弹簧座，所述下弹簧座与活塞本体固定连接，所述上弹簧座与传感器支座固定连接，所述下弹簧座和所述上弹簧座之间预留有压缩空间。进一步地，所述封闭缸体由缸体下半部、缸体上半部、缸体端盖和模拟装置接头组成；进一步地，所述缸体下半部和缸体上半部通过传感器支座连接；进一步地，所述缸体端盖与缸体下半部螺纹连接；所述缸体上半部和所述模拟装置接头通过快旋螺母连接。进一步地，所述传感器支架与缸体下半部连接部位安装有快旋螺母。所述缸体上半部与模拟装置接头连接的端部设置有单向阀。进一步地，所述信号引出组件安装在模拟装置接头的空腔内，包括母插座和承压接头，所述母插座上的母针和承压接头公针配合；所述承压接头与模拟装置接头密闭配合，与缸体上半部端部键连接。本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：测量装置实现了高温高压下液压油体积弹性模量和热膨胀系数的联合测量，大大节约了测量的时间和成本，为测井仪器液压平衡装置的设计提供了有效的数据支持，使测井仪器在高温高压环境下更可靠的工作。本测量装置可连接到超高温高压模拟装置在进行高温高压环境模拟的同时，得到同步的弹性模量和热膨胀系数，液压油的物理参数和其工作环境具有同步性，确保了测得参数的准确性。附图说明图1是本专利技术所述测量装置结构示意图。图2是所述测量装置与超高温超高压模拟装置连接示意图。附图标记：1-上密封头、2-上压环、3-筒体、4-导向部、5-夹热套、8-固定螺母、9-导向套、10-缸体端盖、11-内六角沉头螺钉、12-防尘圈挡板、13-防尘圈、14-活塞、15-密封圈、16-下弹簧座、17-弹簧、18-缸体下半部、19-上弹簧座、20-密封圈、21-传感器支座、22-快旋螺母、23-密封圈、24-位移传感器、25-缸体上半部、26-位移信号线、27-压力温度信号线、28-单向阀、29-快旋螺母、30-密封圈、31-键槽、32-母插座、33-密封圈、34-承压接头、35-母插座、36-接头、38-位移信号引出线、39-压力温度信号引出线、40-挡圈、41-挡圈、42-注油嘴、43-压力温度传感器、44-键槽、45-键、46-液压油腔体、47-密封圈、48-固定件、49-试验介质腔体、50-试验介质流道、51-出油嘴。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。本测量装置的设计依据是液压油体积弹性模量和热膨胀系数的定义。1.液压油体积弹性模量的定义式中，K为液压油的体积弹性模量（MPa）；V0为初始状态的油液体积（mm3）；ΔP为油液压力的改变量（MPa）；ΔV为与ΔP对应的油液体积改变量（mm3）。根据上式可知要测量液压油的体积弹性模量，需要知道液压油的初始体积V0，压力变化量ΔP和体积变化量ΔV。2.液压油热膨胀系数的定义式中，α为液压油的热膨胀系数（℃）；V0为初始状态的油液体积（mm3）；ΔT为油液温度的改变量（℃）；ΔV为与ΔT对应的油液体积改变量（mm3）。根据上式可知要测量液压油的热膨胀系数需要知道液压油的初始体积V0，温度变化量ΔT和体积变化量ΔV。本测量装置的设计思路为：注入液压油的初始体积V0通过注入液压油的质量和密度得到。内部液压油的压力变化通过试验介质的注入，引起液压油的压缩来实现，内部液压油的压力变化量ΔP通过压力温度传感器43的压力读数经过差值得到；内部液压油的温度变化通过将本测量装置放置在已有的超高温超高压模拟装置内，使两者处于同一温度场内，内部液压油的温度变化量ΔT通过压力温度传感器43的温度读数经过差值得到。内部液压油的体积变化量ΔV通过位移传感器24测得活塞本体14的位移，再乘以活塞本体14的横截面积得到。其具体结构参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，包括封闭缸体、活塞、参数测量组件，所述活塞位于封闭缸体内，将封闭缸体隔离为两个封闭的腔室，所述封闭腔体底部有试验介质流道（50），所述活塞内有贯通的液压油通道；所述参数测量组件固定连接在活塞上。

【技术特征摘要】
1.一种液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，包括封闭缸体、活塞、参数测量组件，所述活塞位于封闭缸体内，将封闭缸体隔离为两个封闭的腔室，所述封闭腔体底部有试验介质流道(50)，所述活塞内有贯通的液压油通道；所述参数测量组件固定连接在活塞上。2.如权利要求1所述的液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述活塞包括活塞本体(14)和导向杆(4)，所述导向杆(4)一端与活塞本体(14)固定连接，另一端与封闭缸体底部活动连接。3.如权利要求2所述的液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述导向杆(4)和封闭缸体底部接触面设置有导向套(9)，所述导向套(9)与封闭缸体底部固定连接。4.如权利要求2或3所述的液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述活塞本体(14)通过密封圈(15)和防尘圈(13)形成与封闭缸体之间的动密封。5.如权利要求2或3所述的液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述参数测量组件包括压力温度传感器(43)、位移传感器(24)、传感器支座(21)和信号引出组件；所述压力温度传感器(43)、位移传感器(24)固定连接在传感器支座(21)上，所述传感器支座(21)与活塞本体(14)通过复位机构连接，所述压力温度传感器(43)的端部伸入液压油通路，所述压力温度传感器(43)和位移传感器(24)测得的参数通过信号引出组件输出。6.如权利要求5所述的液压油弹性模量及热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述复...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶爱华，高辉，杨曙东，周林，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11