一種模擬鉆井工況的橡膠o型密封圈滲透性實驗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，屬于機械零件實驗技術領域。
【背景技術】
[0002]橡膠O型密封圈被廣泛用于各種靜密封和一部分動密封中，因其密封性能好和適用范圍廣，在油氣鉆井與開采中各種井下工具也普遍使用橡膠O型密封圈對關鍵部位密封。目前，針對橡膠O型圈在不同工況下的密封性能進行了大量的研宄，其中鉆井工況下的密封圈性能研宄就是一個重點的方向。井下環(huán)境十分惡劣，橡膠密封圈通常處于高溫高壓高含腐蝕介質(zhì)環(huán)境，這些惡劣的環(huán)境因素正是導致橡膠密封圈老化和變形的主要原因。為此，針對不同地層選擇合適材料的密封圈以及研宄密封圈在所處鉆井工況下的性能及使用壽命對油氣開采的安全是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了滿足對密封圈性能研宄的需求，提供一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，針對不同地層選擇合適材料的密封圈以及研宄密封圈在所處鉆井工況下的性能及使用壽命。
[0004]本發(fā)明采用以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，包括如下步驟:
[0006]①選定并檢查橡膠O型密封圈試樣:根據(jù)具體實驗內(nèi)容選定橡膠O型密封圈試樣的規(guī)格及材料，檢查試樣外觀質(zhì)量，測量試樣未使用前的幾何參數(shù)；
[0007]②連接實驗裝置:注入Na(OH)顯示劑于實驗夾具內(nèi)并測試當前pH值，用嵌有試樣的夾具蓋密封實驗夾具，將實驗夾具放入反應容器內(nèi)；
[0008]③設置實驗環(huán)境，開始滲透反應:加入配置地層水作為腐蝕環(huán)境，調(diào)節(jié)反應容器溫度并保持恒溫，通入N2達到預定高壓，保持模擬環(huán)境并開始滲透反應；
[0009]④測量并記錄實驗數(shù)據(jù):反應一段時間后，排出模擬地層水，泄壓并恢復常溫后取出試樣，測量試樣幾何、物理參數(shù)和夾具內(nèi)指示劑PH值；
[0010]⑤處理數(shù)據(jù)，得到結論:應用相關數(shù)學方法對獲取參數(shù)進行處理，得到優(yōu)選及性能評價結果。
[0011]本發(fā)明提供的模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法是根據(jù)研宄需求所提出的，通過測試實驗前后夾具內(nèi)PH值和試樣幾何、物理參數(shù)來說明密封圈抗?jié)B透性的好壞及失效程度。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:該方法可對井下工具所使用的橡膠O型密封圈的密封可靠性及使用壽命做出評估，同時還能對不同工況環(huán)境下的橡膠O型密封圈材料進行優(yōu)選，找到合適該環(huán)境的密封材料。本方法操作簡單、方便，實驗成本低，有較大的推廣價值。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行說明:
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，包括如下步驟:
[0016]①選定并檢查橡膠O型密封圈試樣:根據(jù)具體實驗內(nèi)容選定橡膠O型密封圈試樣的規(guī)格及材料；檢查試樣外觀質(zhì)量，要求樣品表面無損傷且平整光滑，符合GB/T3452.20型橡膠密封圈外觀質(zhì)量檢驗標準；用游標卡尺測量試樣未使用前的幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括橡膠O型密封圈環(huán)形內(nèi)外直徑，截面直徑。
[0017]②連接實驗裝置:注入Na(OH)顯示劑于實驗夾具內(nèi)并用pH計測試當前pH值；用嵌有試樣的夾具蓋密封實驗夾具，密封后橡膠O型密封圈的初始壓縮量為15%，根據(jù)不同情況選擇不同夾具蓋來調(diào)節(jié)初始壓縮量；將實驗夾具放入反應容器內(nèi)，均勻布置位置。
[0018]③設置實驗環(huán)境，開始滲透反應:加入配置地層水作為腐蝕環(huán)境，地層水為模擬井下酸性腐蝕環(huán)境，模擬地層水pH值和主要礦物質(zhì)含量與實際地層井段情況相同。調(diào)節(jié)反應容器溫度并保持恒溫。通入N2達到預定高壓。保持模擬環(huán)境并開始滲透反應。
[0019]④測量并記錄實驗數(shù)據(jù):反應一段時間后，排出模擬地層水，泄壓并恢復常溫后取出試樣。測量試樣幾何、物理參數(shù)和夾具內(nèi)指示劑PH值，物理參數(shù)包括橡膠O型密封圈的抗拉強度及硬度。
[0020]⑤處理數(shù)據(jù)，得到結論:應用相關數(shù)學方法對實驗獲取的夾具內(nèi)pH值和試樣幾何、物理參數(shù)進行分析，得到優(yōu)選及性能評價結果，說明密封圈抗?jié)B透性的好壞及失效程度。
【主權項】
1.一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，其特征在于:包括如下步驟: ①選定并檢查橡膠O型密封圈試樣:根據(jù)具體實驗內(nèi)容選定橡膠O型密封圈試樣的規(guī)格及材料，檢查試樣外觀質(zhì)量，測量試樣未使用前的幾何參數(shù)； ②連接實驗裝置:注入Na(OH)顯示劑于實驗夾具內(nèi)并測試當前pH值，用嵌有試樣的夾具蓋密封實驗夾具，將實驗夾具放入反應容器內(nèi)； ③設置實驗環(huán)境，開始滲透反應:加入配置地層水作為腐蝕環(huán)境，調(diào)節(jié)反應容器溫度并保持恒溫，通入N2達到預定高壓，保持模擬環(huán)境并開始滲透反應； ④測量并記錄實驗數(shù)據(jù):反應一段時間后，排出模擬地層水，泄壓并恢復常溫后取出試樣，測量試樣幾何、物理參數(shù)和夾具內(nèi)指示劑PH值； ⑤處理數(shù)據(jù)，得到結論:應用相關數(shù)學方法對獲取參數(shù)進行處理，得到優(yōu)選及性能評價結果。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，其特征在于:地層水為模擬井下酸性腐蝕環(huán)境，模擬地層水pH值和主要礦物質(zhì)含量與實際地層井段情況相同。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模擬鉆井工況的橡膠O型密封圈滲透性實驗方法，包括如下步驟：①選定并檢查橡膠O型密封圈試樣：根據(jù)具體實驗內(nèi)容選定橡膠O型密封圈試樣的規(guī)格及材料；②連接實驗裝置：注入Na(OH)顯示劑于實驗夾具內(nèi)并測試當前pH值，用嵌有試樣的夾具蓋密封實驗夾具，將實驗夾具放入反應容器內(nèi)；③設置實驗環(huán)境，開始滲透反應：加入配置地層水作為腐蝕環(huán)境，調(diào)節(jié)反應容器溫度并保持恒溫；④測量并記錄實驗數(shù)據(jù)：⑤處理數(shù)據(jù)，得到結論：應用相關數(shù)學方法對獲取參數(shù)進行處理，得到優(yōu)選及性能評價結果。本發(fā)明可對橡膠O型密封圈的密封可靠性及使用壽命做出評估，對橡膠O型密封圈材料進行優(yōu)選，方法操作簡單、方便，實驗成本低。
【IPC分類】G01N3/40, G01N15/08, G01B5/08, G01N3/12
【公開號】CN104990852
【申請?zhí)枴緾N201510372078
【發(fā)明人】胡琴, 萬長成, 王辰, 梅毅, 王長新
【申請人】西南石油大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月30日