一种模拟钻井工况的橡胶o型密封圈渗透性实验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，属于机械零件实验技术领域。
【背景技术】
[0002]橡胶O型密封圈被广泛用于各种静密封和一部分动密封中，因其密封性能好和适用范围广，在油气钻井与开采中各种井下工具也普遍使用橡胶O型密封圈对关键部位密封。目前，针对橡胶O型圈在不同工况下的密封性能进行了大量的研宄，其中钻井工况下的密封圈性能研宄就是一个重点的方向。井下环境十分恶劣，橡胶密封圈通常处于高温高压高含腐蚀介质环境，这些恶劣的环境因素正是导致橡胶密封圈老化和变形的主要原因。为此，针对不同地层选择合适材料的密封圈以及研宄密封圈在所处钻井工况下的性能及使用寿命对油气开采的安全是非常重要的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了满足对密封圈性能研宄的需求，提供一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，针对不同地层选择合适材料的密封圈以及研宄密封圈在所处钻井工况下的性能及使用寿命。
[0004]本发明采用以下技术方案来实现:
[0005]一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，包括如下步骤:
[0006]①选定并检查橡胶O型密封圈试样:根据具体实验内容选定橡胶O型密封圈试样的规格及材料，检查试样外观质量，测量试样未使用前的几何参数；
[0007]②连接实验装置:注入Na(OH)显示剂于实验夹具内并测试当前pH值，用嵌有试样的夹具盖密封实验夹具，将实验夹具放入反应容器内；
[0008]③设置实验环境，开始渗透反应:加入配置地层水作为腐蚀环境，调节反应容器温度并保持恒温，通入N2达到预定高压，保持模拟环境并开始渗透反应；
[0009]④测量并记录实验数据:反应一段时间后，排出模拟地层水，泄压并恢复常温后取出试样，测量试样几何、物理参数和夹具内指示剂PH值；
[0010]⑤处理数据，得到结论:应用相关数学方法对获取参数进行处理，得到优选及性能评价结果。
[0011]本发明提供的模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法是根据研宄需求所提出的，通过测试实验前后夹具内PH值和试样几何、物理参数来说明密封圈抗渗透性的好坏及失效程度。
[0012]本发明的优点是:该方法可对井下工具所使用的橡胶O型密封圈的密封可靠性及使用寿命做出评估，同时还能对不同工况环境下的橡胶O型密封圈材料进行优选，找到合适该环境的密封材料。本方法操作简单、方便，实验成本低，有较大的推广价值。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明:
[0015]如图1所示，本发明一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，包括如下步骤:
[0016]①选定并检查橡胶O型密封圈试样:根据具体实验内容选定橡胶O型密封圈试样的规格及材料；检查试样外观质量，要求样品表面无损伤且平整光滑，符合GB/T3452.20型橡胶密封圈外观质量检验标准；用游标卡尺测量试样未使用前的几何参数，几何参数包括橡胶O型密封圈环形内外直径，截面直径。
[0017]②连接实验装置:注入Na(OH)显示剂于实验夹具内并用pH计测试当前pH值；用嵌有试样的夹具盖密封实验夹具，密封后橡胶O型密封圈的初始压缩量为15%，根据不同情况选择不同夹具盖来调节初始压缩量；将实验夹具放入反应容器内，均匀布置位置。
[0018]③设置实验环境，开始渗透反应:加入配置地层水作为腐蚀环境，地层水为模拟井下酸性腐蚀环境，模拟地层水pH值和主要矿物质含量与实际地层井段情况相同。调节反应容器温度并保持恒温。通入N2达到预定高压。保持模拟环境并开始渗透反应。
[0019]④测量并记录实验数据:反应一段时间后，排出模拟地层水，泄压并恢复常温后取出试样。测量试样几何、物理参数和夹具内指示剂PH值，物理参数包括橡胶O型密封圈的抗拉强度及硬度。
[0020]⑤处理数据，得到结论:应用相关数学方法对实验获取的夹具内pH值和试样几何、物理参数进行分析，得到优选及性能评价结果，说明密封圈抗渗透性的好坏及失效程度。
【主权项】
1.一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，其特征在于:包括如下步骤: ①选定并检查橡胶O型密封圈试样:根据具体实验内容选定橡胶O型密封圈试样的规格及材料，检查试样外观质量，测量试样未使用前的几何参数； ②连接实验装置:注入Na(OH)显示剂于实验夹具内并测试当前pH值，用嵌有试样的夹具盖密封实验夹具，将实验夹具放入反应容器内； ③设置实验环境，开始渗透反应:加入配置地层水作为腐蚀环境，调节反应容器温度并保持恒温，通入N2达到预定高压，保持模拟环境并开始渗透反应； ④测量并记录实验数据:反应一段时间后，排出模拟地层水，泄压并恢复常温后取出试样，测量试样几何、物理参数和夹具内指示剂PH值； ⑤处理数据，得到结论:应用相关数学方法对获取参数进行处理，得到优选及性能评价结果。2.根据权利要求1所述的一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，其特征在于:地层水为模拟井下酸性腐蚀环境，模拟地层水pH值和主要矿物质含量与实际地层井段情况相同。
【专利摘要】本发明涉及一种模拟钻井工况的橡胶O型密封圈渗透性实验方法，包括如下步骤：①选定并检查橡胶O型密封圈试样：根据具体实验内容选定橡胶O型密封圈试样的规格及材料；②连接实验装置：注入Na(OH)显示剂于实验夹具内并测试当前pH值，用嵌有试样的夹具盖密封实验夹具，将实验夹具放入反应容器内；③设置实验环境，开始渗透反应：加入配置地层水作为腐蚀环境，调节反应容器温度并保持恒温；④测量并记录实验数据：⑤处理数据，得到结论：应用相关数学方法对获取参数进行处理，得到优选及性能评价结果。本发明可对橡胶O型密封圈的密封可靠性及使用寿命做出评估，对橡胶O型密封圈材料进行优选，方法操作简单、方便，实验成本低。
【IPC分类】G01N3/40, G01N15/08, G01B5/08, G01N3/12
【公开号】CN104990852
【申请号】CN201510372078
【发明人】胡琴, 万长成, 王辰, 梅毅, 王长新
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月30日