Стенд для испытания уплотнительных элементов герметизаторов шпуров Советский патент 1985 года по МПК E21B33/03 

сх ел Изобретение относится к области исследования работоспособности уплот нителей герметизаторов шпуров скважин , Известен стенд для испытания уплотнительных элементов герметиза торов шпуров, содержащий станину, жестко соединенную с ней полую гильзу с крьшками, установленные внутри гильзы на винтовой стяжке уплотнительные элементы с опорными кольцами, источник рабочего давления и датчики давления, соединенные с самопишущим прибором одновременной регистрации давлений над и под уплотнительными элементами ij . Однако конструкция известного стенда не дает возможность использовать его для испытания уплотнитель- ных элементов на моментное удержание возрастающего скачкообразно давления которое возникает в шпурах при использовании для разрушения горных по род высоких давлений газов и жидкостей. Целью изобретения является обеспе чение возможности испытания уплотни- тельньгк элементов при скачкообразном возрастании давления. Поставленная цель достигается тем что в стенде для испытания уплотни- тельныхэлементов герметизаторов шпу ров, содержащем станину, жестко соединенную с не.й полую гильзу с крышками, установленные внутри гильзы на винтовой стяжке уплотнительные элементы с опорными кольцами, источник рабочего давления и датчики давления соединенные с самопишущим приборомодновременной регистрации давлений над и под уплотнительными элементами одна из крьпиек снабжена жестко соеди ненным с чей цилиндром с обратным клапаном для сообщения полостей цилиндра и гильзы и поршнем со штоком, ймеющи 1 хвостовик и натяжную гайку, а станина снабжена жестко соединенны ми с ней упором и фиксатором поршня, при этом источник рабочего давления соединен с пространством цилиндра под обратным клапаном, поршень подпружинен относительно упора, натяжная гайка размещена между упором и фиксатором, а фиксатор установлен с возможностью взаимодействия с хвосто виком поршня. На чертеже показана принципиальна конструктивная схема стенда для испы тания уплотнительных элементов герметизаторов шпуров (скважин). Гильза 1 с датчиком 2 давления жестко соединена со станиной 3. Винтовая стяжка 4, на которой собраны в виде пакета опорные кольца 5 и уплотнительные элементы 6, стянутые через кол1гцо 7 гайкой 8, ввернута в дно гильзы 1. 9 снабжена датчиком 1 О давления. Датчики 2 и 10 давления соединены с самопишущим прибором 11 с возможностью одновременной .регистрации сигналов. Нижняя крьш1ка жестко связана с цилиндром 12 с обратным клапаном 13 и поршнем-14. Шток 15 поршня 14 вьтолнен в виде винта q хвостовиком 16. Шток 15 снабжен пружиной 17, размещенной между поршнем 14 и упором 18, с другой стороны которого на винтовой части штока,15 смонтирована натяжная гайка 19. Хвостовик 16 штока 15 снабжен фиксая-ором 20 поршня, например ф)икционным, включающим сухарь 21 и винт 22. Упор 18 и фиксатор 20 жестко соединены со станиной 3. Поршневая полость 23 цилиндра 12 через проходной кран 24 посредством трубопроводов 25 и 26 соединена с емкостью 27. Внутри гильзы 1 имеются клапанная полость 28, рабочая полость 29 и регистрирующая измерительная полость 30. Клапанная полость 28через каналы 31 в дне гильзы 1 соединена с рабочей полостью 29. Испытания уплотнительных элементов проводятся следующим образом. На винтовой стяжке 4, извлеченной из гильзы 1 собирают пакет из опорных колец 5 и уплотнительных элементов 6 и поджимают его гайкой 8 через кольцо 7. Винтовую стяжку 4 совместно с пакетом из опорных колец 5 и уплотнительных элементов 6 вводят в гильзу 1 заполненную рабочей жидкостью и вворачивают в ее дно. С помощью гайки 8 сжимают уплотнительные элементы 6 до их плотного прилегания к внутренней стенке гильзы 1. Гильзу 1 закрывают крьш1кой 9 и его датчик 10 давления соединяют с самопишущим прибором 11. Затем наполняют емкость 27 рабочей жидкостью открывают проходной кран 24 и поворотами натяжной гайки 19 шток 15 совместно с поршнем 14 частично вы31

водят из цилиндр 12, при этом-пружи на 17 сжимается, а рабочая жидкость из ёмкости 27 заполняет образовавшуюся поршневую полость 23 цилиндра 12.

В крайнем нижнем положении поршня 14 шток 15 жестко стопорится против осевых смещений фиксатором 20 за хвостовик 16..

Для испытания уплотнительных элементов 6 натяжную гайку 19 поворотами смещают к хвостовику 16, закрывают проходной кран 24, включают самопишущий прибор 11 и одновременно шток 15 освобождают от стопорения фиксатором 20, Под действием сжатой пружины 17 поршень 14 резко входит в поршневую полость 23 цилиндра 12, рабочая жидкость своим давлением открывает клапан 13 и через клапанную полость 28 и каналы 31 проходит в рабочую полость 29, в которой давление поднимается скачкообразно.

854

Для изменения степени скачкообразности возрастающего в рабочей полости 29 давления стенд снабжен комплектом пружин 17 различной жесткости. Герметизирующая способность уплотнительных элементов 6 на моментное удержание возрастающего скачкообразно давления оценивается сопоставлением скоростей изменения давлений в рабочей полости 29 и измерительной полости 30. Чем больше герметизирующая способность уплотнительных элементов 6, тем больше проникает рабочей жидкости в измерительную полость 30 и больше разница скоростей изменения давлений в полостях 29 и 30 и наоборот.

,

Стенд позволяет исследовать работоспособность уплотнительных элементов герметизаторов шпуров на момент- ное удержание возрастающего скачкообразно давления.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛО-рНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕРМЕТИЗАТОРОВ ШПУРОВ, содержащий станину, жестко соединенную с ней полую гильзу с крышками, установленные внутри гильзы на винтовой стяжке уплотнитель/ ные элементы с опорными кольцами, ;источник рабочего давления и датчики давления, соединенные с самопишущим прибором одновременной регистрации давлений над и под уплотнительными элементами, отличающий;с я тем, что, с целью обеспечения возможности испытания уплотнительных элементов при скачкообразном возрастании давления, одна из крышек снабжена жестко соединенным с ней цилиндром с обратным клапаном для сообщения полостей цилиндра и гильзы и поршнем со штоком, имеющим хвостовик и натяжную гайку, а станина снабжена жестко соединенными с ней упором и фиксатором поршня, при этом источник рабочего давления соединен с пространством цилиндра под обратным клапаном, поршень подпружинен относительно упора, натяжная гайка размещена между упором и фиксатором, а фиксатор установлен с возможностью взаимодействия с хвостовиком поршня.