石油钻杆井下压溃模拟实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种模拟石油钻杆在井下工作时由多种恶劣条件影响发生压溃挤毁的试验装置。


背景技术：

2.目前，在石油钻井时已有发生多起石油钻杆在井下压溃挤毁的事故，造成巨大的损失，甚至直接导致油井报废。石油钻杆在井下工作时需承受大拉力、大扭力、高压、高温及腐蚀介质侵蚀等因素影响，石油钻杆在井下工作时一旦发生压溃挤毁事故后很难确定是由于上述工况因素还是石油钻杆本身原因造成的事故，事故原因调查分析往往得不出确切结论。


技术实现要素：

3.为了找出造成石油钻杆压溃挤毁的主要原因，还原出石油钻杆压溃挤毁的失效过程，本实用新型提供一种实验装置，该实验装置可以对石油钻杆实验管段模拟井下工作工况，确认石油钻杆压溃挤毁的直接因素。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将石油钻杆实验管两端分别与拉力连接轴、扭力连接轴通过螺纹及密封圈进行连接及密封，然后将石油钻杆实验管置于压力容器内，该容器为一个管状容器并且两端各配拉力通过法兰和扭力通过法兰的压力容器；拉力连接轴经拉力通过法兰从压力容器内伸出并密封，再将拉力连接轴伸出部位上安装中空柱塞缸用于对石油钻杆实验管段施加拉力；扭力连接轴经扭力通过法兰从压力容器内伸出并密封，再将扭力连接轴伸出部位上安装大扭矩液压马达用于对石油钻杆实验管段施加扭力；压力容器外部的加热圈对石油钻杆实验管段和试验环境提供高温保证；压力容器内注满井下模拟环境的液体后通过液压管道由超高压电动试压泵对压力容器内提供实验压力。
5.本实用新型的有益效果是，可以将石油钻杆实验管段置于接近实际环境的高温、高压腐蚀介质内施加大拉力、大扭力，在接近实际工况下验证石油钻杆实验管段压溃挤毁的直接因素模拟出来。
附图说明
6.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
7.图1是本实用新型的剖面构造图。
8.图中1.柱塞缸压紧螺母，2.中空柱塞缸，3.花键套，4.拉力通过法兰，5.压力容器，6.拉力连接轴，7.石油钻杆实验管段，8.加热圈，9.扭力连接轴，10.扭力通过法兰，11.推力轴承，12.轴承压力螺母，13.联轴器，14.马达支撑，15.大扭力液压马达；ⅰ.空心柱塞缸出油口，ⅱ. 空心柱塞缸进油口，ⅲ.装置打压口，ⅳ.加热圈导线连接端，
ⅴ
.装置排气口，
ⅵ
.大扭力液压马达出油口，
ⅶ
. 大扭力液压马达进油口。
具体实施方式
9.在图1所示实施例中，拉力连接轴6、扭力连接轴9在头部沟槽内安装o型密封圈后分别与石油钻杆实验管段7两端螺纹连接，在拧入螺纹部分均布配钻4个销孔，转入销钉，由o型圈保证密封、螺纹保证拉力、销钉保证扭力。将实验管段7置于压力容器5内，拉力通过法兰4上的密封槽内安装o型密封圈，并将拉力连接轴6从拉力通过法兰4的中间孔通过，用螺栓将拉力通过法兰4固定到压力容器5上，再将花键套3安装到拉力连接轴6上，通过花键套3将拉力通过法兰4和拉力连接轴6连接。将扭力通过法兰10上的密封槽内安装o型密封圈，并将扭力连接轴9从扭力通过法兰10的中间孔通过，用螺栓将扭力通过法兰10固定到压力容器5上，把推力轴承11套到扭力连接轴9上，用轴承压力螺母12将推力轴承11压紧到扭力通过法兰10上。将中空柱塞缸2套到拉力连接轴6上，用柱塞缸压紧螺母1将中空柱塞缸2固定到拉力通过法兰4上。将联轴器13与扭力连接轴9连接，再将大扭力液压马达15与联轴器13，扭力液压马达15用马达支撑14固定到扭力通过法兰10上。将加热圈8套在压力容器5上固定。将空心柱塞缸出油口ⅰ、空心柱塞缸进油口ⅱ、大扭力液压马达出油口
ⅵ
、大扭力液压马达进油口
ⅶ
连接液压站，装置打压口ⅲ连接超高压电动试压泵，装置排气口
ⅴ
焊接超高压截止阀，加热圈导线连接端ⅳ接控制电源。试验时首先在装配好的试验装置内注满模拟环境的液体，关闭超高压截止阀，将容器内试验溶液加热到试验温度，开启超高压电动试压泵对试验装置的压力增加到试验压力，然后通过液压站控制中空柱塞缸2对石油钻杆实验管段7施加试验拉力，通过液压站控制扭力液压马达15对石油钻杆实验管段7施加试验扭力。


技术特征：
1.一种石油钻杆井下压溃模拟实验装置，包括压力容器、拉力通过法兰、扭力通过法兰、拉力连接轴、扭力连接轴、中空柱塞缸、大扭矩液压马达、加热圈、超高压电动试压泵，其特征是：将石油钻杆实验管两端分别与拉力连接轴、扭力连接轴通过螺纹及密封圈进行连接及密封，然后将石油钻杆实验管置于压力容器内，该容器为一个管状容器并且两端各配拉力通过法兰和扭力通过法兰的压力容器；拉力连接轴经拉力通过法兰从压力容器内伸出并密封，再将拉力连接轴伸出部位上安装中空柱塞缸用于对石油钻杆实验管段施加拉力；扭力连接轴经扭力通过法兰从压力容器内伸出并密封，再将扭力连接轴伸出部位上安装大扭矩液压马达用于对石油钻杆实验管段施加扭力；压力容器外部的加热圈对石油钻杆实验管段和试验环境提供高温保证；压力容器内注满井下模拟环境的液体后通过液压管道由超高压电动试压泵对压力容器内提供实验压力。

技术总结
一种石油钻杆井下压溃模拟实验装置。将石油钻杆实验管两端分别与拉力连接轴、扭力连接轴通过螺纹及密封圈进行连接及密封，然后将石油钻杆实验管置于压力容器内，该容器为一个管状容器并且两端各配拉力通过法兰和扭力通过法兰的压力容器；拉力连接轴经拉力通过法兰从压力容器内伸出并密封并安装中空柱塞缸用于对石油钻杆实验管段施加拉力；扭力连接轴经扭力通过法兰从压力容器内伸出并密封并安装大扭矩液压马达用于对石油钻杆实验管段施加扭力；压力容器外部的加热圈对石油钻杆实验管段和试验环境提供高温保证；压力容器内注满井下模拟环境的液体后通过液压管道由超高压电动试压泵对压力容器内提供实验压力。试压泵对压力容器内提供实验压力。试压泵对压力容器内提供实验压力。


技术研发人员：朱诗俊 胡肖洁
受保护的技术使用者：胡肖洁
技术研发日：2020.10.21
技术公布日：2021/9/28