專利名稱：油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及測量技術(shù)領域，特別涉及一種油井管全尺寸復合加載試驗應變
測量裝置。
背景技術(shù)：
油井管的安全可靠性、使用壽命和經(jīng)濟性與石油天然氣工業(yè)關系極其重大，表現(xiàn)為油井管用量大、花費高，油氣田勘探開發(fā)過程中日益苛刻的服役工況對其質(zhì)量、性能要求愈來愈高。油井管螺紋連接的失效模式復雜，且失效載荷通常比管體小，優(yōu)良的接頭設計和質(zhì)量應保證一定可靠度的余量。因此，按照國際通行標準，油井管螺紋連接性能需要進行包括內(nèi)壓、外壓、軸向拉伸和壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等復合載荷全尺寸試驗的確認。復合載荷試驗施加彎曲時，必須準確獲得實時彎矩，目前通常采用應變片法測量應變數(shù)值變化。為保證精度，一個管體上至少應粘貼四個雙向應變片，并在同一截面上呈玫瑰狀布置，粘貼的軸向位置和周向間距也有一定要求。應變片粘貼費時費力，且對操作者的要求較高。施加三點彎曲時，還要將測得的應變數(shù)據(jù)按照從外載荷作用點到接箍中心的距離與外載荷作用點到應變片中心距離的比值進行修正后得到接箍彎矩值，轉(zhuǎn)換過程繁瑣且不可避免會產(chǎn)生新的誤差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種保證測量精度不低于應變片法的前提下，使測量過程更加便捷的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其包括蝕刻處理后的油套管、復合載荷試驗機、若干攝影探頭及處理器；所述油套管設置于所述復合載荷試驗機，所述若干攝影探頭設置在所述油套管前后左右位置，所述處理器與所述若干攝影探頭連接。進一步地，所述處理器包括數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡和工控機；所述工控機通過所述數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡與所述若干攝影探頭連接。進一步地，該裝置還包括與油套管連接的圓點蝕刻裝置；所述圓點蝕刻裝置包括裹敷于待試驗的油井管管體的蝕刻模板、浸潤腐蝕液的載體薄膜；所述蝕刻模板裹敷于所述油井管管體和接箍；所述載體薄膜裹敷于蝕刻模板。進一步地，所述攝影探頭是高分辨率圖像傳感器。進一步地，所述攝影探頭的個數(shù)為12個。進一步地，所述油套管前后左右位置各設置3個所述攝影探頭。本實用新型提供的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置用于油井管全尺寸復合加載試驗的應變和彎矩檢測，在保證測量精度不低于應變片法的前提下，使測量過程更加便捷。
圖1為本實用新型實施例提供的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例提供的圓點蝕刻裝置的示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型實施例提供的一種油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其包括蝕刻處理后的油套管1、復合載荷試驗機3、若干攝影探頭2及處理器4。油套管 1設置于復合載荷試驗機3。若干攝影探頭2設置在油套管1周圍前后左右4個象限的位置。處理器4與若干攝影探頭2連接。處理器包括數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡和工控機。工控機通過數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡與若干攝影探頭2連接。將蝕刻處理后的油套管1試樣安裝于復合載荷試驗機3，做好復合加載試驗準備后，若干攝影探頭2從不同角度拍攝試樣表面圓點陣列。工控機通過數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡采集攝影探頭2所探測的信息。攝影探頭2采用高分辨率圖像傳感器，獲取的圖像數(shù)據(jù)可靠；體積小，易于安裝固定。工控機上設置有數(shù)據(jù)分析軟件。該數(shù)據(jù)分析軟件基于攝影測量計算方法和計算機圖形學處理算法進行開發(fā)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和可視化處理功能。油套管1可通過圖2所示的圓點蝕刻裝置進行蝕刻。圓點蝕刻裝置包括裹敷于待試驗的油井管1管體和接箍的蝕刻模板5、浸潤腐蝕液的載體薄膜6。蝕刻模板5裹敷于油井管管體1，載體薄膜6裹敷于蝕刻模板5。進行圓點蝕刻時，先將耐蝕的蝕刻模板5裹敷于待試驗的管體或接箍的表面，再將浸潤腐蝕液的載體薄膜裹敷于蝕刻模板上，隨后通電保持一定時間。除圓形鏤空處外，耐蝕的蝕刻模板5阻礙了腐蝕的發(fā)生，即在管體或接箍表面蝕刻出圓點整列，該印記清晰且不易擦除。蝕刻模板5根據(jù)試驗需要可采用不同的圓點尺寸和密度，并可循環(huán)使用。本實用新型實施例提供的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置設計科學，結(jié)構(gòu)簡單，其基本原理是在管體或接箍表面蝕刻出不易擦除的圓點陣列，通過高分辨率攝影探頭從不同角度進行拍照，利用攝影測量計算方法，定義出每個圓點的位置。隨著管體發(fā)生變形，獲得圓點尺寸和間隔距離變化，從而計算出管體的應變分布。其主要特征在于
①測量結(jié)果準確利用已發(fā)展成熟的攝影測量方法，通過不同角度攝影得到的圓點尺寸
和空間位置變化，可準確計算得到應變數(shù)據(jù)，避免人為操作誤差悲數(shù)據(jù)后處理易于程序
實現(xiàn)通過對圓點陣列大量空間坐標數(shù)據(jù)的分析計算，可用插值等非常直接的程序方式對
應變數(shù)據(jù)進行可視化顯示等后處理，實驗過程中可實時觀測場量動態(tài)云圖；③測量過程
便捷包括圓點蝕刻、實時測量和數(shù)據(jù)處理在內(nèi)的整個測量過程都可以通過設備和軟件以程序化和自動化的方式實現(xiàn)，對操作者技能要求不高。本實用新型實施例提供的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，經(jīng)預制油井管標準變形試樣校準后，裝配于復合加載試驗機即可進行油井管在復合載荷下的應變測量。結(jié)合復合載荷試驗機的試驗能力，可以進行各種鋼級、規(guī)格的油套管試樣的拉壓、彎曲、 內(nèi)壓等復合載荷的循環(huán)試驗，能夠精確的獲得管體和接箍的實時應變和彎矩。測量數(shù)據(jù)可以隨時觀測，亦可為后續(xù)分析研究提供數(shù)據(jù)支持。 最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求1.一種油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于，包括 蝕刻處理后的油套管、復合載荷試驗機、若干攝影探頭及處理器；所述油套管設置于所述復合載荷試驗機，所述若干攝影探頭設置在所述油套管前后左右位置，所述處理器與所述若干攝影探頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于，所述處理器包括數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡和工控機；所述工控機通過所述數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集卡與所述若干攝影探頭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于，還包括與油套管連接的圓點蝕刻裝置；所述圓點蝕刻裝置包括裹敷于待試驗的油井管管體和接箍的蝕刻模板、浸潤腐蝕液的載體薄膜；所述蝕刻模板裹敷于所述油井管管體和接箍；所述載體薄膜裹敷于蝕刻模板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于 所述攝影探頭是高分辨率圖像傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于所述攝影探頭的個數(shù)為12個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置，其特征在于 所述油套管前后左右位置各設置3個所述攝影探頭。
專利摘要本實用新型公開了一種油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置包括蝕刻處理后的油套管、復合載荷試驗機、若干攝影探頭及處理器；所述油套管設置于所述復合載荷試驗機，所述若干攝影探頭設置在所述油套管前后左右位置，所述處理器與所述若干攝影探頭連接。本實用新型提供的油井管全尺寸復合加載試驗應變測量裝置用于油井管全尺寸復合加載試驗的應變和彎矩檢測，在保證測量精度不低于應變片法的前提下，使測量過程更加便捷。
文檔編號G01B11/16GK202256048SQ20112037288
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者馮春, 宋生印, 李東風, 李磊, 王鵬, 申昭熙, 胡美娟, 韓新利 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所