本发明专利技术公开了一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其包括旋转直线运动轴，旋转直线运动轴通过齿轮箱与液压马达连接，实现轴的旋转运动；旋转直线运动轴的上端穿过齿轮箱与直线往复运动驱动机构连接，直线往复运动驱动机构与控制系统连接，实现轴的直线往复运动；液压马达的出液口与油液冷却系统连接；旋转动密封舱体上的第一减压接口和第二减压接口均通过溢流阀与冷却池连接，冷却池与升温供压系统连接，升温供压系统分别与第一供液口和第二供液口连接。本方案提供了一种两级减压动密封(旋转+往复直线)装置，该装置可实现压力140MPa，温度为150℃的动密封；同时该装置可用于研发不同结构的高温超高压旋转密封圈，并验证其密封能力。
【技术实现步骤摘要】
一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置
本专利技术涉及钻井
，具体涉及一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置。
技术介绍
向深部要能源资源已是我国当前最紧迫的现实问题，也是我国重大战略科技问题，更是我国重大的能源安全问题。不同深度赋存岩层原位岩石力学行为规律是深地钻探、深部资源开发利用、地球应用科学的先导性科学与重要理论基础，其核心与关键是如何获取深部环境条件下的“原位岩芯”，并在原位保真状态下进行实时加载测试与分析。深部岩石的物理力学以及化学生物等特性与其所处原位环境条件密切相关，而现有取芯设备钻取深部岩芯时会导致岩芯应力状态破坏或应力释放现象，强烈的机械扰动破坏了岩芯地应力信息和孔隙压力信息的真实性。同时，现有取芯设备不能保压、保温，使原位岩芯所包含的气液相信息及微生物信息失真，不能完全科学获取原位岩芯成分信息和赋存状态信息，极大程度增加了深地科学研究的不确定性。开展“原位岩芯”旋转钻取及取芯后保真取芯设备提升过程中，由于深部原位保温高压环境模拟舱与保真取芯工具端部结构间的动态密封性能不足，使得模拟实验舱中高温高压流体存在溢出风险，并导致岩芯存储舱的压力、温度等环境参数波动，使得岩芯不能保持其在深部原位环境下的状态。因此，为了得到具有深地科学研究价值的“原位岩芯”，需要对其取芯工具与模拟舱体间的动态旋转密封性能进行研究，确保受测动态密封结构在高温高压条件下也能达到预定的动密封性能。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种模拟深部保真取芯时能验证动密封结构性能的高温超高压旋转直线往复动密封测试装置。为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：提供一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其包括旋转直线运动轴，旋转直线运动轴通过齿轮箱与液压马达连接实现旋转直线运动轴的旋转运动，旋转直线运动轴的上端穿过齿轮箱与直线往复运动驱动机构连接，直线往复运动驱动机构与控制系统连接；液压马达的出液口与油液冷却系统连接，油液冷却系统与驱动泵站连接，驱动泵站与液压马达的进液口连接；旋转动密封舱体的第一减压接口和第二减压接口均通过溢流阀与冷却池连接，冷却池与升温供压系统连接，升温供压系统分别与第一供液口和第二供液口连接。本专利技术的有益效果为：本方案提供了一种两级减压动密封(旋转+往复直线)装置，该装置可实现压力140MPa，温度为150℃的动密封；同时该装置可用于研发不同结构的高温超高压旋转密封圈，并验证其密封能力。直线往复运动驱动机构驱动轴进行上下提芯动作，液压马达驱动轴进行旋转，升温供压系统为旋转动密封舱体内提供高压和高温环境，模拟出真实的地下深部取芯环境，同时高温高压的介质通过溢流阀和冷却池进行降压和降温，实现介质的循环使用。本方案可模拟出泥浆、原油等含有颗粒状介质的恶劣工况中，确保旋转动密封舱体的密封性。轴、隔套、隔离圈和第一密封圈之间形成嵌套结构，能适应多种密封结构形式，密封效果好，并且本专利技术采用两级密封机构，能实现超高压的纯旋转动作的密封。各个位置的均能确保有效密封，密封量不受机构的变形影响，更安全，可靠性更高。附图说明图1为高温超高压旋转直线往复动密封测试装置的结构图。图2为旋转动密封舱体的结构图。其中，1、舱盖，2、第一减压接口，3、防尘圈，4、隔套，5、第一轴腔，6、第二供液口，7、第一供液口，8、舱座，9、脉冲消散池，10、第二密封圈，11、铜套，12、第一舱头，13、第一密封圈，14、隔离圈，15、旋转直线运动轴，16、第三密封圈，17、凸出部，18、第五密封圈，19、密封塞，20、第二舱头，21、第二减压接口，22、第七密封圈，23、下端盖，24、直线往复运动驱动机构，25、控制系统，26、液压马达，27、旋转动密封舱体，28、油液冷却系统，29、驱动泵站，30、齿轮箱，31、溢流阀，32、升温供压系统，33、冷却池。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1和图2所示，本方案的高温超高压旋转直线往复动密封测试装置包括旋转直线运动轴15，旋转直线运动轴15通过齿轮箱30与液压马达26连接实现旋转直线运动轴15的旋转运动，旋转直线运动轴15的上端穿过齿轮箱30与直线往复运动驱动机构24连接，直线往复运动驱动机构24与控制系统25连接，旋转直线运动轴15进行直线往复运动；液压马达26的出液口与油液冷却系统28连接，油液冷却系统28与驱动泵站29连接，驱动泵站29与液压马达26的进液口连接；旋转直线运动轴15设置在旋转动密封舱体17内，旋转动密封舱体27的第一减压接口2和第二减压接口21均通过溢流阀31与冷却池33连接，冷却池33与升温供压系统32连接，升温供压系统32分别与第一供液口7和第二供液口6连接。旋转动密封舱体包括舱座8，舱座8的上端设置有第一舱头12，第一舱头12的上端设置有第二舱头20，第一舱头12和第二舱头20上分别设置有贯穿的第一轴腔5和第二轴腔；舱座8上设置有脉冲消散池9，第一轴腔5的下端与脉冲消散池9连通，旋转直线运动轴15设置在第一轴腔5和第二轴腔内。第一供液口7开设在脉冲消散池9上，第二供液口6和第二减压接口21分别开设在第一轴腔5和第二轴腔的中部；旋转直线运动轴15与第一轴腔5通过第一密封机构连接，旋转直线运动轴15与第二轴腔通过第二密封机构连接。第一密封机构的上端通过舱盖1封装，舱盖1安装在盖座内，第二舱头20的下端通过下端盖23封装，第二密封机构的上端通过密封塞19封装，舱盖1、下端盖23和密封塞19均套在旋转直线运动轴15上。第一密封机构和第二密封机构均包括隔套4，隔套4的下端放置在第一轴腔5和第二轴腔内设置有轴台上；隔套4的上端与旋转直线运动轴15之间设置有空隙，空隙内设置有若干层第一密封圈13，每个第一密封圈13之间均设置有隔离圈14，隔离圈14与第一密封圈13之间的间隙填充泥浆介质密封件。隔套4的下端与旋转直线运动轴15之间设置有第四密封圈，对隔套4与旋转直线运动轴15之间进密封；隔套4与第一轴腔5和第二轴腔的内壁之间设置有防尘圈3，防尘圈3套在隔套4上；避免外部介质通过隔套4与轴腔之间的间隙进入轴腔内。隔套4的内壁与旋转直线运动轴15之间设置有三层密封圈，密封圈之间通过两块隔离圈14隔开，密封圈放置在隔套4内设置的环台上。旋转直线运动轴15的下端通过铜套11与第一轴腔5的内壁连接，铜套11的下端设置有挂环，第一轴腔5的内壁上设置有凸台，挂环扣在凸台的下端，铜套11与凸台配合；旋转直线运动轴15进行提芯过程中，铜套11挂在凸台上，不会轴向移动。第一轴腔5的下端设置有凸出部17，凸出部17伸入脉冲消散池9内，凸出部17与脉冲消散池9的上端之间设置有第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其特征在于，包括旋转直线运动轴，所述旋转直线运动轴通过齿轮箱与液压马达连接实现旋转直线运动轴的旋转运动，所述旋转直线运动轴的上端穿过齿轮箱与直线往复运动驱动机构连接，所述直线往复运动驱动机构与控制系统连接，旋转直线运动轴进行直线往复运动；所述液压马达的出液口与油液冷却系统连接，所述油液冷却系统与驱动泵站连接，所述驱动泵站与液压马达的进液口连接；所述旋转直线运动轴设置在旋转动密封舱体内，所述旋转动密封舱体上的的第一减压接口和第二减压接口均通过溢流阀与冷却池连接，所述冷却池与升温供压系统连接，所述升温供压系统分别与第一供液口和第二供液口连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其特征在于，包括旋转直线运动轴，所述旋转直线运动轴通过齿轮箱与液压马达连接实现旋转直线运动轴的旋转运动，所述旋转直线运动轴的上端穿过齿轮箱与直线往复运动驱动机构连接，所述直线往复运动驱动机构与控制系统连接，旋转直线运动轴进行直线往复运动；所述液压马达的出液口与油液冷却系统连接，所述油液冷却系统与驱动泵站连接，所述驱动泵站与液压马达的进液口连接；所述旋转直线运动轴设置在旋转动密封舱体内，所述旋转动密封舱体上的的第一减压接口和第二减压接口均通过溢流阀与冷却池连接，所述冷却池与升温供压系统连接，所述升温供压系统分别与第一供液口和第二供液口连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其特征在于，所述旋转动密封舱体包括舱座，所述舱座的上端设置有第一舱头，所述第一舱头的上端设置有第二舱头，所述第一舱头和第二舱头上分别设置有贯穿的第一轴腔和第二轴腔；所述舱座上设置有脉冲消散池，所述第一轴腔的下端与脉冲消散池连通，所述轴设置在第一轴腔和第二轴腔内；所述第一供液口开设在脉冲消散池上，所述第二供液口和第二减压接口分别开设在第一轴腔和第二轴腔的中部；所述轴与第一轴腔通过第一密封机构连接，所述轴与第二轴腔通过第二密封机构连接；所述第一密封机构的上端通过舱盖封装，所述舱盖安装在盖座内，所述第二舱头的下端通过下端盖封装，所述第二密封机构的上端通过密封塞封装，所述舱盖、下端盖和密封塞均套在轴上。
3.根据权利要求2所述的高温超高压旋转直线往复动密封测试装置，其特征在于，所述第一密封机构和第二密封机构均包括隔套，所述隔套的下端放置在第一轴腔和第二轴腔内设置有轴台上；所述隔套的上端与轴之间设置有空...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，张茹，张泽天，高明忠，陈领，李佳南，黄伟，李怡航，杨阳，张志龙，任利，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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