模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，該高壓釜裝置的高壓釜體放置在固定框架上，在高壓釜體的上部一端設有增壓接口，高壓釜體的上部另一端設有數(shù)據(jù)采集接口，高壓釜體的下部一側設有介質放泄閥，在高壓釜體兩側分別對稱安裝有二個導向液壓缸，在高壓釜體下部中間位置安裝有彎曲加載液壓缸。外壓密封裝置通過緊固螺栓與高壓釜體的兩端連接，外壓密封裝置與堵頭端部之間設有支撐環(huán)一密封圈，在堵頭的外周設有支撐鋼圈及第二密封圈。有益效果是該高壓釜裝置相對于現(xiàn)有技術已超出ISO13679標準范圍，在國際上首次實現(xiàn)完成石油管材承受外壓加彎曲的試驗，可適應石油管材規(guī)格范圍4.5in-13.375in，壓力分10000psi、15000psi、20000psi不同等級。
【專利說明】模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油管材服役環(huán)境模擬評價試驗裝置，特別是一種模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，配合復合加載試驗設備可完成石油管材在井下承受軸向載荷加外壓加彎曲的評價試驗。
【背景技術】
[0002]石油管材在井下的服役環(huán)境是非常復雜及惡劣的，承受多維地殼應力的作用，包括軸向拉壓載荷、外擠力、內壓力、彎曲載荷、扭轉載荷以及環(huán)境的浸蝕和溫度的影響等。為提高安全使用性能，降低井下失效事故發(fā)生的幾率，石油管材產(chǎn)品在市場推廣前必須進行服役環(huán)境模擬評價試驗，主要依據(jù)現(xiàn)行的IS013679標準進行，標準囊括了大部分的服役條件模擬評價方法。但是未包含石油管材承受軸向拉壓載荷加外壓加彎曲的模擬評價方法，國內外同行業(yè)中還沒有進行石油管材承受軸向拉壓載荷加外壓加彎曲的模擬評價試驗裝置。
[0003]隨著石油工業(yè)的深入發(fā)展，對石油管材產(chǎn)品的性能要求越來越高,對石油管材產(chǎn)品服役環(huán)境模擬評價試驗的要求也越來越高，許多油田用戶已提出了進行石油管材承受軸向載荷加外壓加彎曲試驗的要求。

【發(fā)明內容】

[0004]鑒于石油管材評價行業(yè)的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的評價試驗裝置，滿足石油管材承受軸向載荷加外壓加彎曲試驗的要求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，其中:該高壓釜裝置包括高壓釜體、外壓密封裝置、彎曲加載液壓缸、固定框架；
[0006]所述高壓釜體放置在固定框架上，在高壓釜體的上部一端設有增壓接口，高壓釜體的上部另一端設有數(shù)據(jù)采集接口，高壓釜體的下部一側設有介質放泄閥，在高壓釜體兩側分別對稱安裝有二個導向液壓缸，在高壓釜體下部中間位置安裝有彎曲加載液壓缸。
[0007]所述外壓密封裝置通過緊固螺栓與高壓釜體的兩端連接，外壓密封裝置上設有進行吊裝的吊裝環(huán)，外壓密封裝置內通過壓緊螺栓與堵頭進行連接，外壓密封裝置與堵頭端部之間設有支撐環(huán)一密封圈，在堵頭的外周設有支撐鋼圈及第二密封圈，并與高壓釜體的內壁形成密封。
[0008]本發(fā)明的效果是該高壓釜裝置相對于現(xiàn)有技術已超出IS013679標準范圍，在國際上首次實現(xiàn)完成石油管材承受外壓加彎曲的試驗，填補了行業(yè)空白，為相關試驗的開發(fā)、推廣以至成熟創(chuàng)造了良好的開端，對石油管材實物性能進行了更全面的評價，為油田井深設計提供了更詳細的數(shù)據(jù)支持，得到了用戶的認可?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置結構示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明的外壓密封裝置結構示意圖。
[0011]圖中:
[0012]1、高壓釜體2、增壓接口 3、吊裝環(huán)4、外壓密封裝置
[0013]5、導向液壓缸6、緊固螺栓7、固定框架8、調整螺桿
[0014]9、彎曲加載液壓缸10、介質放泄閥11、石油管材試樣
[0015]12、數(shù)據(jù)采集接口 13、支撐環(huán)14、第一密封圈15、堵頭
[0016]16、第二密封圈17、支撐鋼圈18、壓緊螺栓
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明的模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置結構加以說明。
[0018]本發(fā)明的模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，該高壓釜裝置包括高壓釜體1、外壓密封裝置4、彎曲加載液壓缸9、固定框架7 ;
[0019]所述高壓釜體I放置在固定框架7上，在高壓釜體I的上部一端設有增壓接口 2，高壓釜體I的上部另一端設有數(shù)據(jù)采集接口 12，高壓釜體I的下部一側設有介質放泄閥10，在高壓釜體I兩側分別對稱安裝有二個導向液壓缸5，在高壓釜體I下部中間位置安裝有彎曲加載液壓缸9.[0020]所述外壓密封裝置4通過緊固螺栓6與高壓釜體I的兩端連接，外壓密封裝置4上設有進行吊裝的吊裝環(huán)3，外壓密封裝置4內通過壓緊螺栓18與堵頭15進行連接，外壓密封裝置4與堵頭15端部之間設有支撐環(huán)13及第一密封圈14，在堵頭15的外周設有支撐鋼圈17及第二密封圈16，并與高壓釜體I的內壁形成密封。通過吊裝環(huán)3進行吊裝，并通過高壓釜體I上的導向液壓缸5進行安裝、拆卸，堵頭15通過壓緊螺栓18與外壓密封裝置4進行連接，對支撐環(huán)13及第一密封圈14施加一個預緊力，實現(xiàn)與試樣的密封，利用支撐鋼圈17及第二密封圈16實現(xiàn)與高壓釜體I內壁的密封，所述外壓密封裝置4可實現(xiàn)高水壓及大狗腿度條件下的密封，它的端頭密封比較復雜，不僅要和石油管材外壁密封，還要和高壓釜體內壁密封。因此外壓密封裝置4配有小液壓源，對密封圈施加一個預緊力，然后靠高壓釜體I內壓力對密封圈加載，使其變形，完成密封，壓力越大，密封性能越好。
[0021]所述固定框架7的底部安裝四個調整螺桿8，以保證高壓釜體I的平衡、穩(wěn)定。
[0022]本發(fā)明的模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置功能是這樣實現(xiàn)的:
[0023](I)高壓釜體 I 材料選用合金鋼 42CrMo，其[σ ]=205MPa，σ b=740MPa,σ s=510MPa。
[0024](2)高壓釜體(I)設計成大釜、中釜、小釜三個規(guī)格，以便滿足不同大小的試樣和相應的壓力等級，如圖1，具體規(guī)格見表I。
[0025]表I外壓彎曲高壓釜規(guī)格
[0026]
【權利要求】
1.一種模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，其特征是:該高壓釜裝置包括高壓釜體(I)、外壓密封裝置(4)、彎曲加載液壓缸(9)、固定框架(7); 所述高壓釜體(I)放置在固定框架(7)上，在高壓釜體(I)的上部一端設有增壓接口(2)，高壓釜體(I)的上部另一端設有數(shù)據(jù)采集接口(12)，高壓釜體(I)的下部一側設有介質放泄閥(10)，在高壓釜體(I)兩側分別對稱安裝有二個導向液壓缸(5)，在高壓釜體(I)下部中間位置安裝有彎曲加載液壓缸(9)； 所述外壓密封裝置(4)通過緊固螺栓(6)與高壓釜體(I)的兩端連接，外壓密封裝置(4)上設有進行吊裝的吊裝環(huán)(3)，外壓密封裝置(4)內通過壓緊螺栓(18)與堵頭(15)進行連接，外壓密封裝置(4)與堵頭(15)端部之間設有支撐環(huán)(13)及第一密封圈(14)，在堵頭(15)的外周設有支撐鋼圈(17)及第二密封圈(16)，并與高壓釜體(I)的內壁形成密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的模擬石油管材在井下承受外壓加彎曲的高壓釜裝置，其特征是:所述固定框架(7)的底部安裝四個調整螺桿(8)。
【文檔編號】G01N3/10GK103439192SQ201310372872
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】孫宇, 劉家泳, 郝玉華, 戈曉, 張冬梅, 張麗敏, 汪堯, 楊永昌 申請人:天津鋼管集團股份有限公司