一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置的制造方法
【專利摘要】一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，包括：電機(jī)、曲柄、第一轉(zhuǎn)動鉸、連桿、第一液壓推桿、第二轉(zhuǎn)動鉸、連續(xù)油管、夾具、進(jìn)氣口、第二液壓推桿、第一支架、第二支架、第三支架、橫梁、連接軸；其中，曲柄、連桿、和連續(xù)油管組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；用于給連續(xù)油管施加拉伸載荷的第一液壓推桿和第二液壓推桿可繞第二轉(zhuǎn)動鉸旋轉(zhuǎn)，并帶動連續(xù)油管沿擺動軌跡來回轉(zhuǎn)動；進(jìn)氣口用于給連續(xù)油管施加內(nèi)壓；啟動電機(jī)，曲柄帶動處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管沿擺動軌跡做往復(fù)運(yùn)動，通過改變曲柄的長度可改變連續(xù)油管的彎曲程度及擺動軌跡的角度，從而實現(xiàn)連續(xù)油管在不同工況下的彎曲疲勞特性測試。本發(fā)明適合于石油與天然氣鉆采工程技術(shù)領(lǐng)域。
【專利說明】
一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本專利涉及石油與天然氣鉆采工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)油管以其不同于常規(guī)鉆桿、油管的材質(zhì)和作業(yè)工藝與裝備，有著不可替代的優(yōu)勢，使其在鉆井、修井、完井、測井、采油等應(yīng)用領(lǐng)域得到了飛速發(fā)展，在油氣田勘探與開發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用，與連續(xù)油管作業(yè)工藝相關(guān)的力學(xué)問題的研究也在迅速跟進(jìn)。連續(xù)油管還具有管徑小、撓性好、帶壓欠平衡作業(yè)、作業(yè)的快速高效、成本低等顯著優(yōu)點和應(yīng)用價值。然而，基于連續(xù)油管的工作原理(連續(xù)油管工作時，需循環(huán)的在作業(yè)機(jī)滾筒上放出和纏進(jìn)、繞過鵝頸管進(jìn)出井筒。)可知:連續(xù)油管在一次起下管柱過程中會經(jīng)歷三個往復(fù)的彎曲和拉伸過程，即三次循環(huán)次數(shù):在滾筒上經(jīng)歷一個循環(huán)數(shù)，在鵝頸管上經(jīng)歷兩個循環(huán)數(shù)，且每次循環(huán)連續(xù)油管的彎曲和拉伸都達(dá)到了塑性變形，從而導(dǎo)致連續(xù)油管在循環(huán)載荷((彎曲載荷和拉伸載荷))的加卸載過程中極易發(fā)生疲勞失效。此外，研究表明:內(nèi)壓對連續(xù)油管的彎曲疲勞壽命具有顯著影響。
[0003]由于連續(xù)油管的安全性和可靠性是使用連續(xù)油管作業(yè)的首要問題，在使用連續(xù)油管之前，有必要開展全尺寸連續(xù)油管在不同內(nèi)壓和拉伸載荷下的彎曲疲勞性能測試及評價，真正弄清連續(xù)油管的彎曲疲勞壽命，為連續(xù)油管的現(xiàn)場施工設(shè)計通過重要的參考，從而避免可能發(fā)生的工程事故，最大限度地延長連續(xù)油管的使用壽命。
[0004]為此，本發(fā)明提出一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，該裝置可開展全尺寸連續(xù)油管在不同內(nèi)壓和拉伸載荷下的彎曲疲勞性能測試，準(zhǔn)確獲取連續(xù)油管在不同工況下的彎曲疲勞壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，以解決真實井眼環(huán)境下連續(xù)油管彎曲疲勞壽命難以預(yù)測的技術(shù)難題，該裝置操作簡單、方便，且極易滿足不同井眼環(huán)境下的真實工況。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提出了一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，主要包括:電機(jī)、曲柄、第一轉(zhuǎn)動鉸、連桿、第一液壓推桿、第二轉(zhuǎn)動鉸、連續(xù)油管、夾具、進(jìn)氣口、第二液壓推桿、第一支架、第二支架、第三支架、橫梁、連接軸，其中，曲柄連接在電機(jī)上，連桿通過第一轉(zhuǎn)動鉸和連接軸分別與曲柄和連續(xù)油管相連，連續(xù)油管通過夾具、第一液壓推桿、第二液壓推桿和橫梁固定在第三支架上，用于給連續(xù)油管施加拉伸載荷的第一液壓推桿和第二液壓推桿通過第二轉(zhuǎn)動鉸連接在第一支架和第二支架上，第一液壓推桿和第二液壓推桿可繞第二轉(zhuǎn)動鉸旋轉(zhuǎn)，并帶動連續(xù)油管沿擺動軌跡來回轉(zhuǎn)動，第一支架、第二支架、第三支架可上下滑動，便于安裝固定連續(xù)油管，進(jìn)氣口用于給連續(xù)油管施加內(nèi)壓；曲柄、連桿和連續(xù)油管組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，啟動電機(jī)，曲柄帶動處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管沿擺動軌跡做往復(fù)運(yùn)動，其中曲柄沿整轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動一周，連續(xù)油管沿擺動軌跡往復(fù)運(yùn)動一次;通過改變曲柄的長度可改變連續(xù)油管的彎曲程度及擺動軌跡的角度Θ，從而實現(xiàn)處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管在不同彎曲程度下的疲勞特性測試。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:利用該裝置可開展處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的全尺寸連續(xù)油管在不同彎曲程度下的疲勞特性測試，準(zhǔn)確獲取處于不同內(nèi)壓和拉伸載荷作用下連續(xù)油管的彎曲疲勞壽命，弄清內(nèi)壓、拉伸載荷、彎曲程度對連續(xù)油管疲勞壽命的影響規(guī)律，為連續(xù)油管作業(yè)的現(xiàn)場施工設(shè)計提供重要的實驗依據(jù)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)之示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011]參見附圖，本發(fā)明提出了一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，主要包括:電機(jī)
1、曲柄2、第一轉(zhuǎn)動鉸3、連桿4、第一液壓推桿5、連續(xù)油管6、夾具7、進(jìn)氣口 8、第二轉(zhuǎn)動鉸9、第二液壓推桿10、第一支架11、第二支架12、第三支架13、橫梁14、連接軸15，其中，曲柄2連接在電機(jī)I上，連桿4通過第一轉(zhuǎn)動鉸3和連接軸15分別與曲柄2和連續(xù)油管6相連，連續(xù)油管6通過夾具7、第一液壓推桿5、第二液壓推桿10和橫梁14固定在第三支架13上，用于給連續(xù)油管6施加拉伸載荷的第一液壓推桿5和第二液壓推桿10通過第二轉(zhuǎn)動鉸9連接在第一支架11和第二支架12上，第一液壓推桿5和第二液壓推桿10可繞第二轉(zhuǎn)動鉸9旋轉(zhuǎn)，并帶動連續(xù)油管6沿擺動軌跡16來回轉(zhuǎn)動，第一支架11、第二支架12、第三支架13可上下滑動，便于安裝固定連續(xù)油管6，進(jìn)氣口8用于給連續(xù)油管6施加內(nèi)壓；曲柄2、連桿4和連續(xù)油管6組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，啟動電機(jī)1，曲柄2帶動處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管6沿擺動軌跡16做往復(fù)運(yùn)動，其中曲柄2沿整轉(zhuǎn)軌跡17運(yùn)動一周，連續(xù)油管6將沿擺動軌跡16往復(fù)運(yùn)動一次;通過改變曲柄2的長度可改變連續(xù)油管6的彎曲程度及擺動軌跡16的角度Θ，從而實現(xiàn)處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管6在不同彎曲程度下的疲勞特性測試。
[0012]實施實例，基于本發(fā)明提出的一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，主要采用以下測試步驟:
(1)通過夾具7、第一液壓推桿5、第二液壓推桿10和橫梁14將連續(xù)油管6固定在第三支架13上；
(2)采用第一液壓推桿5、第二液壓推桿10和橫梁14給連續(xù)油管6施加一定拉伸載荷；
(3)通過進(jìn)氣口8給連續(xù)油管6施加一定內(nèi)壓；
(4)啟動電機(jī)，讓曲柄2帶動連續(xù)油管6沿擺動軌跡16做往復(fù)運(yùn)動，并記錄連續(xù)油管6往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)，直到連續(xù)油管6表面出現(xiàn)微裂紋為止(判斷連續(xù)油管6發(fā)生彎曲疲勞失效的準(zhǔn)則)，停止電機(jī)，從而得到連續(xù)油管6的疲勞壽命；
(5)改變擺動軌跡16的角度、連續(xù)油管6受到的內(nèi)壓及拉伸載荷，重復(fù)上述步驟，可得到連續(xù)油管6在不同工況下的彎曲疲勞壽命。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)油管彎曲疲勞壽命的測試裝置，其特征在于該裝置包括:電機(jī)(I)、曲柄(2)、第一轉(zhuǎn)動鉸(3)、連桿(4)、第一液壓推桿(5)、連續(xù)油管(6)、夾具(7)、進(jìn)氣口(8)、第二轉(zhuǎn)動鉸(9)、第二液壓推桿(10)、第一支架(11)、第二支架(12)、第三支架(13)、橫梁(14)、連接軸(15);其中，曲柄(2)連接在電機(jī)(I)上，連桿(4)通過第一轉(zhuǎn)動鉸(3)和連接軸(15)分別與曲柄(2)和連續(xù)油管(6)相連，連續(xù)油管(6)通過夾具(7)、第一液壓推桿(5)、第二液壓推桿(10)和橫梁(14)固定在第三支架(13)上；用于給連續(xù)油管(6)施加拉伸載荷的第一液壓推桿(5)和第二液壓推桿(10)通過第二轉(zhuǎn)動鉸(9)連接在第一支架(11)和第二支架(I 2上，第一液壓推桿(5)和第二液壓推桿(10)可繞第二轉(zhuǎn)動鉸(9)旋轉(zhuǎn)，并帶動連續(xù)油管(6)沿擺動軌跡(16)來回轉(zhuǎn)動;第一支架(11)、第二支架(12)、第三支架(13)可上下滑動，便于安裝固定連續(xù)油管(6)，進(jìn)氣口(8)用于給連續(xù)油管(6)施加內(nèi)壓；曲柄(2)、連桿⑷和連續(xù)油管(6)組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，啟動電機(jī)(I)，曲柄(2帶動處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管(6)沿擺動軌跡(16)做往復(fù)運(yùn)動，其中曲柄(2)沿整轉(zhuǎn)軌跡(17)運(yùn)動一周，連續(xù)油管(6)將沿擺動軌跡(16)往復(fù)運(yùn)動一次;通過改變曲柄(2)的長度可改變連續(xù)油管(6)的彎曲程度及擺動軌跡(16)的角度，從而實現(xiàn)處于內(nèi)壓和拉伸載荷作用下的連續(xù)油管(6)在不同彎曲程度下的疲勞特性測試。
【文檔編號】G01N3/38GK105823629SQ201610173453
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】林元華, 鄧寬海, 李虎, 曾德智, 張繼川, 袁繼平, 寧華中, 潘勇, 王建東, 韓禮紅
【申請人】西南石油大學(xué)