专利名称：移动式水压试验机油井管稳固装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水压试验机的配套设备，具体涉及一种移动式水压试验机油井管稳固装置。
背景技术：
随着世界范围内工农业生产与服务业的增长、运输业的发展和人民生活水平的提高，人类社会对石油天然气这类能源的市场需求日益扩大。目前石油勘探开发，特别是天然气开发对油管、套管需求量不断扩大。根据SY/T 6194 “套管和油管”的要求，石油用油、套管出厂、使用前必须通过静水压试验。由于深井、超深井、高压油井、天然气井的开发，对油井管的性能提出了更高的要求，对其管体的强度和螺纹连接的密封性能检验更加严格，试验压力均在50 70 MPa以上。随着高钢级、特殊扣油油井管的试验，石油油井管频频出现失稳、串动的情况，尤其是高钢级油管，情况更为严重。石油油井管失稳情况的突然发生，不 但导致试压设备各部件遭到严重的损坏，生产无法继续，同时也给设备用户带来了经济损失。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种能够解决油井管轴向失稳和串动，进而保证水压试验有效进行的移动式水压试验机油井管稳固装置。为此，本实用新型采用如下技术方案一种移动式水压试验机油井管稳固装置，包括基梁、承载梁、行走小车及控制系统，所述基梁与水压试验机的机架固定连接，基梁上设有推拉油缸，所述承载梁上设有耳座，所述推拉油缸的活塞杆与耳座相连接；所述承载梁的一侧设有接箍挡头，接箍挡头上设有与油井管相适配的半圆柱形槽，承载梁底部与行走小车固定连接；所述基梁与承载梁的中部分别开设有基梁凹槽及承载梁凹槽。本实用新型稳固装置还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括支架，所述支架上设有夹紧油缸及固定夹头，所述夹紧油缸的活塞杆连接有活动夹头，支架与行走小车固定连接。所述支架上还设有导向杆，所述活动夹头与导向杆活动连接。所述推拉油缸为两个并对称地设置在基梁凹槽的两侧。所述行走小车下方设有与行走小车的车轮相配合的导轨。所述行走小车的车轮上方设有限位装置。所述限位装置与导轨固定连接。所述控制系统包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器及主控单元；所述第一电磁换向阀、第一压力继电器及第二压力继电器连接在推拉油缸的油路上，所述第二电磁换向阀、第三压力继电器、第四压力继电器连接在夹紧油缸的油路上；第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器均与主控单元相连接。[0012]本实用新型提供的移动式水压试验机油井管稳固装置的作用在于，在油井管(本实用新型所述油井管主要指油管或套管)进行静水压试压时，用接箍挡头顶住油井管的接箍端面，卸掉高压水作用在接箍上的水压力，从而减小了油井管管体两端所受轴向力，使其小于油井管管体的临界力，解决了油井管因轴向受力过大而失稳的问题。同时，因油井管体两端压力趋于平衡进而消除了油井管的轴向串动，解决了高压密封圈因磨损而损坏的问题，提高了高压密封圈的使用寿命。此外，利用本实用新型的夹紧装置能够实现油井管的拔管操作，省去了原有的退管装置。本实用新型移动式水压试验机油井管稳固装置的特点在于结构简单，布局合理；能够简单快速地实现接箍挡头的更换；设备安全可靠，适用于各种管径油井管的水压试验。
图I为本实用新型的结构主视图；图2为图I的结构俯视图；图3为图I的B-B向视图；图4为图I的A-A向剖视图；图5为本实用新型夹紧装置的结构示意图；图6为本实用新型接箍挡头的结构剖视图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种移动式水压试验机油井管稳固装置，包括基梁2、承载梁4、行走小车6、夹紧装置及控制系统，其中，基梁2上设有推拉油缸9，承载梁4上设有耳座10，推拉油缸9的活塞杆与耳座10通过销轴连接，基梁2与水压试验机的机架I固定连接；承载梁4对应接箍17的一侧设有接箍挡头8，接箍挡头8上设有与油井管3相适配的半圆柱槽形19，接箍挡头8可根据不同管径的油井管3随时进行更换；承载梁4底部与行走小车6固定连接；基梁2与承载梁4的中部分别开设有用于油井管3通过的基梁凹槽15及承载梁凹槽16 ;半圆柱形槽19、基梁凹槽15及承载梁凹槽16的中心线均与水压试验机主机的纵向中心线重合。如图4所示，推拉油缸9为两个并对称地设在基梁凹槽15的两侧。如图I和图3所示，行走小车6下方设有与行走小车6的车轮相配合的导轨5 ;行走小车6的车轮上方还设有限位装置7，该限位装置7与导轨5固定连接。如图2和图5所示，夹紧装置包括支架12，支架12上设有夹紧油缸11及固定夹头13，夹紧油缸11的活塞杆连接有活动夹头14，支架12的底部与行走小车6固定连接；支架12上设有两根用于对活动夹头14进行移动导向并平行设置的导向杆20，活动夹头14与导向杆20活动连接，活动夹头14可沿着导向杆20作直线移动。该夹紧装置同水压试验机的其它夹紧总成布置在同一条直线上，且其中心线与水压试验机主机的纵向中心线重合。 控制系统包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器及主控单元；第一电磁换向阀、第一压力继电器及第二压力继电器连接在推拉油缸9的油路上，第二电磁换向阀、第三压力继电器及第四压力继电器连接在夹紧油缸11的油路上；第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器均与主控单元相连接。具体地，第一压力继电器连接推拉油缸9的无杆腔，第二压力继电器连接推拉油缸9的有杆腔，第一电磁换向阀同时连接推拉油缸9的有杆腔和无杆腔；第三压力继电器连接夹紧油缸11的有杆腔，第四压力继电器连接夹紧油缸11的无杆腔，第二电磁换向阀同时连接夹紧油缸11的有杆腔和无杆腔。本实用新型提供的移动式水压试验机油井管稳固装置的工作原理如下根据试压工况分析可知，油井管3管体所受轴向压力为管体端面和接箍端面所受的高压水压之和，油井管3失稳是由于管体两端承受的轴向压力超过管体的临界力所致(此处临界力是指压杆稳定意义上的临界力，油井管3在此问题中相当于一压杆)，油井管3轴向串动则是由于油井管安装接箍17的一端压力大于另一端导致管体两端承受的轴向压力不平衡所致。如果在试压时对接箍17所受水压进行卸载或者说是进行平衡，即能减小油井管3所受的轴向压力并使其小于油井管3管体的临界力，这样就能保证管体在试压时不会因失稳而破坏设备以及管体本身。在油井管3进行试压时，通过水压试验机移动密封装置将油井管3送入固定密封装置18并到位后，启动控制系统，控制系统的主控单元开始为第一电磁换向阀供电，第一电磁换向阀动作并向推拉油缸9的无杆腔供油，在推拉油缸9活塞杆的推动下，承载梁4开始向固定密封装置18移动同时带动行走小车6和夹紧装置一起移动，这时接箍挡头8通过半圆柱形凹槽19沿油井管3逐渐移近接箍17，直到接箍挡头8端面紧紧顶住接箍17的端面。当推拉油缸9无杆腔内的油压达到设定的压力值A时，连接推拉油缸9无杆腔的第一压力继电器向主控单元发出信号，主控单元控制第一电磁换向阀断电，第一电磁换向阀停止动作。在油井管3管体内压力上升的过程中，接箍17将其端面所受的水压传递给接箍挡头8，接箍挡头将该轴向水压通过承载梁4、推拉油缸9及基梁2最终传递给机架I来承载，且可知接箍挡头8同时向接箍17施加大小相同的反作用力，从而减小了管体两端所受轴向力，使其小于管体的临界力，保证了管体的稳定。同时，由于卸掉或者说是平衡了高压水作用在接箍17端面上的水压力，管体两端面所受压力趋于平衡，油井管3在试压过程中不会发生轴向串动，消除了接箍17与高压密封圈之间的磨擦，因而提高了高压密封圈的使用寿命。在上述动作同时主控单元为第二电磁换向阀供电，第二电磁换向阀动作并向夹紧油缸11的有杆腔供油，夹紧液缸11拉动活动夹头14向固定夹头13靠拢进而将油井管3管体夹紧，且当夹紧液缸11有杆腔内的压力达到设定的压力值C时第三压力继电器向主控单元发出信号，主控单元控制第二电磁换向阀断电，第二电磁换向阀停止动作。此时即可通过夹紧装置对油井管3起到良好的夹紧稳固作用。此外，由于限位装置7的设置，行走小车6不会在竖向发生跳动，进而保证了油井管3在竖向不会发生偏移。水压试验机卸压后，水压试验机的其它夹紧总成松开，待移动密封装置退回原位后，主控单元为第一电磁换向阀反向供电，电磁换向阀动作并向推拉油缸9的有杆腔供油，推拉油缸9拉动承载梁4离开固定密封装置18，承载梁4带动接箍挡头8、行走小车6以及夹紧装置一起离开固定密封装置18。当推拉油缸9的有杆腔达到设定的压力值B时，第二压力继电器发出信号，主控单兀控制第一电磁换向阀断电，第一电磁换向阀停止动作。之后主控单元向第二电磁换向阀反向供电，第二电磁换向阀动作并向夹紧油缸11的无杆腔供油，夹紧液缸11推动活动夹头14离开油井管3管体，当夹紧油缸11无杆腔内的油压达到设定的压力值D时第四压力继电器向主控单元发出信号，主控单元控制第二电磁换向阀断电，第二电磁换向阀停止动作。上述压力值A、B、C、D可根据相应工作环境具体设定，此处不作限定。在本实用新型稳固装置退回过程中，由于夹紧装置一直未松开，油井管3被夹紧装置带出了固定密封装置18，夹紧装置此时起到了退管的作用，因而可以省去水压试验机主机的退管装置。至此，移动式水压试验机油井管稳固装置的整个稳固工作完成。权利要求1.一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，包括基梁(2)、承载梁(4)、行走小车(6)及控制系统，所述基梁(2)上设有推拉油缸(9)，所述承载梁(4)上设有耳座(10)，所述推拉油缸(9)的活塞杆与耳座(10)相连接；所述承载梁(4)的一侧设有接箍挡头(8)，接箍挡头(8)上设有与油井管(3)相适配的半圆柱形槽(19)，承载梁(4)底部与行走小车(6)固定连接；所述基梁(2)与承载梁(4)的中部分别开设有基梁凹槽(15)及承载梁凹槽(16)。
2.根据权利要求I所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括支架(12)，所述支架(12)上设有夹紧油缸(11)及固定夹头(13)，所述夹紧油缸(11)的活塞杆连接有活动夹头(14)，支架(12)与行走小车(6)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述支架(12)上还设有导向杆(20)，所述活动夹头(14)与导向杆(20)活动连接。
4.根据权利要求3所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述推拉油缸(9)为两个并对称地设置在基梁凹槽(15)的两侧。
5.根据权利要求4所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述行走小车(6)下方设有与行走小车(6)的车轮相配合的导轨(5)。
6.根据权利要求5所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述行走小车(6)的车轮上方设有限位装置(7)。
7.根据权利要求6所述的一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述限位装置(7)与导轨(5)固定连接。
8.根据权利要求2 7所述的任意一种移动式水压试验机油井管稳固装置，其特征在于，所述控制系统包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器及主控单元；所述第一电磁换向阀、第一压力继电器及第二压力继电器连接在推拉油缸的油路上，所述第二电磁换向阀、第三压力继电器、第四压力继电器连接在夹紧油缸的油路上；第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一压力继电器、第二压力继电器、第三压力继电器、第四压力继电器均与主控单元相连接。
专利摘要本实用新型提供了一种移动式水压试验机油井管稳固装置，包括基梁、承载梁、行走小车及控制系统，所述基梁与水压试验机的机架固定连接，基梁上设有推拉油缸，所述承载梁上设有耳座，所述推拉油缸的活塞杆与耳座相连接；所述承载梁的一侧设有接箍挡头，接箍挡头上设有与油井管相适配的半圆柱形槽，承载梁底部与行走小车固定连接；所述基梁与承载梁的中部分别开设有基梁凹槽及承载梁凹槽。本实用新型不但解决了油井管因轴向受力过大而失稳的问题，还解决了油井管轴向串动的问题，其结构简单，布局合理；能够简单快速地实现接箍挡头的更换；设备安全可靠，适用于各种管径油井管的水压试验。
文档编号G01N3/12GK202471518SQ20122011340
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者张利国, 张永红, 栾玉伟, 牛文录, 胡三恩 申请人:上海蓝滨石化设备有限责任公司, 兰州蓝亚石油化工装备工程有限公司, 机械工业兰州石油钻采炼油化工设备质量检测所有限公司, 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司