本实用新型专利技术公开了一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，包括第一支架和第二支架，第一支架上放置有夹具固定盘，夹具固定盘上设置有下试样夹具，在第二支架下方安装有上试样夹具，上试样夹具一侧连接有输入轴，在输入轴上端的上方安装有激振器，输入轴安装在第二支架上；在夹具固定盘下方设置有加载轴，在加载轴下端设置压力传感器；在下试样夹具周向分布有摄像头，摄像头与上位机连接。本实用新型专利技术能够测量井下多种环境下的密封泄漏量，能够模拟高温环境、改变施加载荷，模拟上试样不同的压缩率；通过润滑介质腔加压泵和搅拌器，模拟磨砺与高温环境；通过激振器实现轴向振动。通过对多种工况的模拟，更真实的对密封泄漏量进行测量。
【技术实现步骤摘要】
多工况密封泄漏量在线观测与评估装置
本技术涉及一种密封泄漏检测装置、多工况耦合可调节试验装置、在线观测技术、流量测量技术，具体是一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置。
技术介绍
随着对资源的需求与日俱增以及我国地质资源经过数百年的开采，势必会导致地质资源的开采向着地下深部发展，发现与开采的难度变大。抗高温、耐腐蚀、可靠性高的钻采设备就成为了成败的关键。密封环作为钻采设备必不可少的零部件，在深井钻探中发挥着重要的作用。根据调查显示，密封环的使用寿命只有200小时左右，随着钻井工作的进行，密封环会不可避免的出现失效现象，出现过大的泄漏量。严重的泄漏量会影响钻采设备的正常运行，甚至是引发各种安全事故，因此提前对泄漏量进行预测，得出其泄漏量的变化规律是极为必要的。然而，密封泄漏量在很多情况下都是十分微小的，我国JB4127.1-1999《机械密封技术条件》中规定，在密封性试验中，平均泄漏量轴(或轴套)外径大于50mm时不超过5mL/h，轴(或轴套)外径不大于50mm时泄漏量不大于3mL/h；这就导致了泄漏量的检测极为困难，因其远远小于传统测量仪器的下限，现阶段一般都是通过量筒或者是烧杯对泄漏量进行收集，然后计算其泄漏量，然而这种方法难以对泄漏位置进行检测；另一种比较广泛的方法是使用荧光剂浸染，这种方法并不能测得泄漏的速率与泄漏量。现有的方法测量结果极其不准确，并且不能对泄漏的位置、时间、泄漏速率有一个实时的观测。并且，深井下的高温、高压、磨砺、腐蚀、振动、旋转等环境，使密封环的使用寿命大大缩短，因此，提前通过泄漏量试验，对多种工况耦合条件下的密封环泄漏量进行预测也就显得尤为重要。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种能够模拟高温、高压、磨砺、振动环境的多工况密封泄漏量在线观测与评估装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，包括第一支架和第一支架上方的第二支架，所述第一支架上放置有夹具固定盘，夹具固定盘上固定设置有下试样夹具，在下试样夹具和夹具固定盘上贯穿开设至少一个润滑介质进料口；在第二支架下方悬挂安装有上试样夹具，上试样夹具朝向第二支架的一侧固定连接有输入轴，输入轴上端穿过第二支架位于第二支架的上方，在输入轴上端的上方悬挂安装有激振器，激振器的输出端正对输入轴的上端，输入轴通过轴承转动安装在第二支架上使上试样夹具正对下试样夹具，输入轴通过电机带动旋转；在夹具固定盘下方设置有加载轴和加载装置，加载装置的输出端对应加载轴的下端设置，在加载轴的下端设置有压力传感器，通过压力传感器采集加载装置对加载轴加载的压力；在下试样夹具周向间隔分布有多个用于在360°范围内采集下试样夹具图像的摄像头，所述摄像头与上位机通信连接。优选地，所述下试样夹具通过疏水材质制成或在下试样夹具上表面涂覆有疏水材质层。优选地，所述加载装置包括杠杆，所述杠杆一端为与加载轴对应的输出端，杠杆另一端安装有砝码盘，通过调节砝码盘上砝码的重量调节加载压力的大小。优选地，下试样夹具上表面中心区域为安装下试样的区域，在中心区域外围开设有环形凹槽，在环形凹槽底部设有至少一个通孔，在环形凹槽内可拆卸固定有密封泄漏量测量盘。优选地，所述密封泄漏量测量盘为亲水材质制成，密封泄漏量测量盘上表面开设有呈阶梯状的多级凹槽。优选地，各级凹槽的底面为圆弧面，靠近下试样夹具上表面中心区域一侧的侧壁相对于远离下试样夹具上表面中心区域一侧的侧壁的坡度更陡。优选地，在密封泄漏量测量盘的各级凹槽上均覆盖有网格层。优选地，所述输入轴通过向心推力球轴承转动安装在第二支架上。优选地，还包括润滑介质腔和润滑介质腔加压泵，所述润滑介质腔通过管道与润滑介质入口连通，所述润滑介质腔加压泵与润滑介质腔相连。优选地，所述润滑介质腔内设有搅拌器，在润滑介质腔的下方设有加热铝片。与现有技术相比，本技术实施例至少具有以下优点：1、本技术提出的多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，能够测量井下多种环境下的密封泄漏量，通过加热铝片模拟高温环境；通过改变施加载荷，模拟上试样不同的压缩率；通过润滑介质腔加压泵和搅拌器，模拟磨砺与高温环境；通过激振器实现轴向振动。通过对多种工况的模拟，更真实的对密封泄漏量进行测量。2、本技术涉及的为亲水材质，并且可以根据润滑介质改变可拆卸式密封泄漏量测量盘的材质(如亲水或亲油)；其表面设有体积一定网格，所述网格彼此独立，也可以根据实际的密封泄漏量调整所述网格大小。可以上位机的图像拼接技术在泄漏量测试中，实时观测到泄漏位置、时间，并根据可拆卸式密封泄漏量测量盘上填满的网格数计算出泄漏的总量及速率。本技术测量简单、快捷，并且能够自行的选择测试工况，根据实际需求测试多工况耦合时的密封泄漏量。附图说明图1为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的结构示意图；图2为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的下试样夹具的剖视图；图3为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的下试样夹具的俯视图；图4为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的可拆卸式密封泄漏量测量盘的剖视图；图5为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的可拆卸式密封泄漏量测量盘的俯视图；图6为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的夹具固定盘的俯视图；图7为本技术多工况密封泄漏量在线观测与评估装置的第一支架的俯视图。图中：1、激振器，2、输入轴，3、第一传动轮，4、传送带，5、输出轴，6、第二传动轮，7、联轴器，8、电机，9、第一支架，10、第二支架，11、向心推力球轴承，12、上试样夹具，13、上试样，14、下试样，15、下试样夹具，16、夹具固定盘，17、管道，18、加载轴，19、压力传感器，20、杠杆，21、砝码盘，22、润滑介质进料口阀门，23、搅拌器，24、润滑介质腔加压泵，25、摄像头支架，26、摄像头，27、密封泄漏量测量盘，28、润滑介质腔，29、加热铝片。具体实施方式下面结合图1-7和实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，包括设置在第一支架9上的电机8，为减少轴向振动对传动系统的影响，电机8选用带传动的方式使输入轴2旋转，具体的参照图1中，电机8通过联轴器7与输出轴5连接传输动力，在输出轴5和输入轴2上分别固定套装有第二传动轮6和第一传动轮3，然后在第一传动轮3和第二传动轮6上套有传动带4；输入轴2下方与上试样夹具12相连，上试样13安装在上试样夹具12下方的凹槽内；上试样13下方与下试样14直接接触，下试样14通过螺纹连接固定在下试样夹具15上表面；下试样夹具15固定在夹具固定盘16上，夹具固定盘16放置在第一支架9上，夹具固定盘16本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，其特征在于，包括第一支架和第一支架上方的第二支架，所述第一支架上放置有夹具固定盘，夹具固定盘上固定设置有下试样夹具，在下试样夹具和夹具固定盘上贯穿开设至少一个润滑介质进料口；/n在第二支架下方悬挂安装有上试样夹具，上试样夹具朝向第二支架的一侧固定连接有输入轴，输入轴上端穿过第二支架位于第二支架的上方，在输入轴上端的上方悬挂安装有激振器，激振器的输出端正对输入轴的上端，输入轴通过轴承转动安装在第二支架上使上试样夹具正对下试样夹具，输入轴通过电机带动旋转；/n在夹具固定盘下方设置有加载轴和加载装置，加载装置的输出端对应加载轴的下端设置，在加载轴的下端设置有压力传感器，通过压力传感器采集加载装置对加载轴加载的压力；/n在下试样夹具周向间隔分布有多个用于在360°范围内采集下试样夹具图像的摄像头，所述摄像头与上位机通信连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，其特征在于，包括第一支架和第一支架上方的第二支架，所述第一支架上放置有夹具固定盘，夹具固定盘上固定设置有下试样夹具，在下试样夹具和夹具固定盘上贯穿开设至少一个润滑介质进料口；
在第二支架下方悬挂安装有上试样夹具，上试样夹具朝向第二支架的一侧固定连接有输入轴，输入轴上端穿过第二支架位于第二支架的上方，在输入轴上端的上方悬挂安装有激振器，激振器的输出端正对输入轴的上端，输入轴通过轴承转动安装在第二支架上使上试样夹具正对下试样夹具，输入轴通过电机带动旋转；
在夹具固定盘下方设置有加载轴和加载装置，加载装置的输出端对应加载轴的下端设置，在加载轴的下端设置有压力传感器，通过压力传感器采集加载装置对加载轴加载的压力；
在下试样夹具周向间隔分布有多个用于在360°范围内采集下试样夹具图像的摄像头，所述摄像头与上位机通信连接。
2.根据权利要求1所述的多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，其特征在于，所述下试样夹具通过疏水材质制成或在下试样夹具上表面涂覆有疏水材质层。
3.根据权利要求1所述的多工况密封泄漏量在线观测与评估装置，其特征在于，所述加载装置包括杠杆，所述杠杆一端为与加载轴对应的输出端，杠杆另一端安装有砝码盘，通过调节砝码盘上砝码的重量调节加载压力的大小。
4.根据权利要求2所述的多工况密封泄漏量...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕鸣昊，饶臻浩，周琴，秦坤，凌雪，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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