專利名稱：移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水壓試驗(yàn)機(jī)的配套設(shè)備，具體涉及一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)業(yè)的增長(zhǎng)、運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人類社會(huì)對(duì)石油天然氣這類能源的市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大。目前石油勘探開(kāi)發(fā)，特別是天然氣開(kāi)發(fā)對(duì)油管、套管需求量不斷擴(kuò)大。根據(jù)SY/T 6194 “套管和油管”的要求，石油用油、套管出廠、使用前必須通過(guò)靜水壓試驗(yàn)。由于深井、超深井、高壓油井、天然氣井的開(kāi)發(fā)，對(duì)油井管的性能提出了更高的要求，對(duì)其管體的強(qiáng)度和螺紋連接的密封性能檢驗(yàn)更加嚴(yán)格，試驗(yàn)壓力均在50 70 MPa以上。隨著高鋼級(jí)、特殊扣油油井管的試驗(yàn)，石油油井管頻頻出現(xiàn)失穩(wěn)、串動(dòng)的情況，尤其是高鋼級(jí)油管，情況更為嚴(yán)重。石油油井管失穩(wěn)情況的突然發(fā)生，不但導(dǎo)致試壓設(shè)備各部件遭到嚴(yán)重的損壞，生產(chǎn)無(wú)法繼續(xù)，同時(shí)也給設(shè)備用戶帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能夠解決油井管軸向失穩(wěn)和串動(dòng)，進(jìn)而保證水壓試驗(yàn)有效進(jìn)行的移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，包括基梁、承載梁、行走小車及控制系統(tǒng)，所述基梁與水壓試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架固定連接，基梁上設(shè)有推拉油缸，所述承載梁上設(shè)有耳座，所述推拉油缸的活塞桿與耳座相連接；所述承載梁的一側(cè)設(shè)有接箍擋頭，接箍擋頭上設(shè)有與油井管相適配的半圓柱形槽，承載梁底部與行走小車固定連接；所述基梁與承載梁的中部分別開(kāi)設(shè)有基梁凹槽及承載梁凹槽。本發(fā)明穩(wěn)固裝置還包括夾緊裝置，所述夾緊裝置包括支架，所述支架上設(shè)有夾緊油缸及固定夾頭，所述夾緊油缸的活塞桿連接有活動(dòng)夾頭，支架與行走小車固定連接。所述支架上還設(shè)有導(dǎo)向桿，所述活動(dòng)夾頭與導(dǎo)向桿活動(dòng)連接。所述推拉油缸為兩個(gè)并對(duì)稱地設(shè)置在基梁凹槽的兩側(cè)。所述行走小車下方設(shè)有與行走小車的車輪相配合的導(dǎo)軌。所述行走小車的車輪上方設(shè)有限位裝置。所述限位裝置與導(dǎo)軌固定連接。所述控制系統(tǒng)包括第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器及主控單元；所述第一電磁換向閥、第一壓力繼電器及第二壓力繼電器連接在推拉油缸的油路上，所述第二電磁換向閥、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器連接在夾緊油缸的油路上；第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器均與主控單元相連接。
本發(fā)明提供的移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置的作用在于，在油井管(本發(fā)明所述油井管主要指油管或套管)進(jìn)行靜水壓試壓時(shí)，用接箍擋頭頂住油井管的接箍端面，卸掉高壓水作用在接箍上的水壓力，從而減小了油井管管體兩端所受軸向力，使其小于油井管管體的臨界力，解決了油井管因軸向受力過(guò)大而失穩(wěn)的問(wèn)題。同時(shí)，因油井管體兩端壓力趨于平衡進(jìn)而消除了油井管的軸向串動(dòng)，解決了高壓密封圈因磨損而損壞的問(wèn)題，提高了高壓密封圈的使用壽命。此外，利用本發(fā)明的夾緊裝置能夠?qū)崿F(xiàn)油井管的拔管操作，省去了原有的退管裝置。本發(fā)明移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置的特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局合理；能夠簡(jiǎn)單快速地實(shí)現(xiàn)接箍擋頭的更換；設(shè)備安全可靠，適用于各種管徑油井管的水壓試驗(yàn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視 圖2為圖1的結(jié)構(gòu)俯視 圖3為圖1的B-B向視 圖4為圖1的A-A向剖視 圖5為本發(fā)明夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明接箍擋頭的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示，一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，包括基梁2、承載梁4、行走小車6、夾緊裝置及控制系統(tǒng)，其中，基梁2上設(shè)有推拉油缸9，承載梁4上設(shè)有耳座10，推拉油缸9的活塞桿與耳座10通過(guò)銷軸連接，基梁2與水壓試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架I固定連接；承載梁4對(duì)應(yīng)接箍17的一側(cè)設(shè)有接箍擋頭8，接箍擋頭8上設(shè)有與油井管3相適配的半圓柱槽形19，接箍擋頭8可根據(jù)不同管徑的油井管3隨時(shí)進(jìn)行更換；承載梁4底部與行走小車6固定連接；基梁2與承載梁4的中部分別開(kāi)設(shè)有用于油井管3通過(guò)的基梁凹槽15及承載梁凹槽16 ;半圓柱形槽19、基梁凹槽15及承載梁凹槽16的中心線均與水壓試驗(yàn)機(jī)主機(jī)的縱向中心線重合。如圖4所示，推拉油缸9為兩個(gè)并對(duì)稱地設(shè)在基梁凹槽15的兩側(cè)。如圖1和圖3所示，行走小車6下方設(shè)有與行走小車6的車輪相配合的導(dǎo)軌5 ;行走小車6的車輪上方還設(shè)有限位裝置7，該限位裝置7與導(dǎo)軌5固定連接。如圖2和圖5所示，夾緊裝置包括支架12，支架12上設(shè)有夾緊油缸11及固定夾頭13，夾緊油缸11的活塞桿連接有活動(dòng)夾頭14，支架12的底部與行走小車6固定連接；支架12上設(shè)有兩根用于對(duì)活動(dòng)夾頭14進(jìn)行移動(dòng)導(dǎo)向并平行設(shè)置的導(dǎo)向桿20，活動(dòng)夾頭14與導(dǎo)向桿20活動(dòng)連接，活動(dòng)夾頭14可沿著導(dǎo)向桿20作直線移動(dòng)。該夾緊裝置同水壓試驗(yàn)機(jī)的其它夾緊總成布置在同一條直線上，且其中心線與水壓試驗(yàn)機(jī)主機(jī)的縱向中心線重合?？刂葡到y(tǒng)包括第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器及主控單元；第一電磁換向閥、第一壓力繼電器及第二壓力繼電器連接在推拉油缸9的油路上，第二電磁換向閥、第三壓力繼電器及第四壓力繼電器連接在夾緊油缸11的油路上；第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器均與主控單元相連接。具體地，第一壓力繼電器連接推拉油缸9的無(wú)桿腔，第二壓力繼電器連接推拉油缸9的有桿腔，第一電磁換向閥同時(shí)連接推拉油缸9的有桿腔和無(wú)桿腔；第三壓力繼電器連接夾緊油缸11的有桿腔，第四壓力繼電器連接夾緊油缸11的無(wú)桿腔，第二電磁換向閥同時(shí)連接夾緊油缸11的有桿腔和無(wú)桿腔。本發(fā)明提供的移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置的工作原理如下
根據(jù)試壓工況分析可知，油井管3管體所受軸向壓力為管體端面和接箍端面所受的高壓水壓之和，油井管3失穩(wěn)是由于管體兩端承受的軸向壓力超過(guò)管體的臨界力所致(此處臨界力是指壓桿穩(wěn)定意義上的臨界力，油井管3在此問(wèn)題中相當(dāng)于一壓桿)，油井管3軸向串動(dòng)則是由于油井管安裝接箍17的一端壓力大于另一端導(dǎo)致管體兩端承受的軸向壓力不平衡所致。如果在試壓時(shí)對(duì)接箍17所受水壓進(jìn)行卸載或者說(shuō)是進(jìn)行平衡，即能減小油井管3所受的軸向壓力并使其小于油井管3管體的臨界力，這樣就能保證管體在試壓時(shí)不會(huì)因失穩(wěn)而破壞設(shè)備以及管體本身。在油井管3進(jìn)行試壓時(shí)，通過(guò)水壓試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)密封裝置將油井管3送入固定密封裝置18并到位后，啟動(dòng)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的主控單元開(kāi)始為第一電磁換向閥供電，第一電磁換向閥動(dòng)作并向推拉油缸9的無(wú)桿腔供油，在推拉油缸9活塞桿的推動(dòng)下，承載梁4開(kāi)始向固定密封裝置18移動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)行走小車6和夾緊裝置一起移動(dòng)，這時(shí)接箍擋頭8通過(guò)半圓柱形凹槽19沿油井管3逐漸移近接箍17，直到接箍擋頭8端面緊緊頂住接箍17的端面。當(dāng)推拉油缸9無(wú)桿腔內(nèi)的油壓達(dá)到設(shè)定的壓力值A(chǔ)時(shí)，連接推拉油缸9無(wú)桿腔的第一壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號(hào)，主控單元控制第一電磁換向閥斷電，第一電磁換向閥停止動(dòng)作。在油井管3管體內(nèi)壓力上升的過(guò)程中，接箍17將其端面所受的水壓傳遞給接箍擋頭8，接箍擋頭將該軸向水壓通過(guò)承載梁4、推拉油缸9及基梁2最終傳遞給機(jī)架I來(lái)承載，且可知接箍擋頭8同時(shí)向接箍17施加大小相同的反作用力，從而減小了管體兩端所受軸向力，使其小于管體的臨界力，保證了管體的穩(wěn)定。同時(shí)，由于卸掉或者說(shuō)是平衡了高壓水作用在接箍17端面上的水壓力，管體兩端面所受壓力趨于平衡，油井管3在試壓過(guò)程中不會(huì)發(fā)生軸向串動(dòng)，消除了接箍17與高壓密封圈之間的磨擦，因而提高了高壓密封圈的使用壽命O在上述動(dòng)作同時(shí)主控單元為第二電磁換向閥供電，第二電磁換向閥動(dòng)作并向夾緊油缸11的有桿腔供油，夾緊液缸11拉動(dòng)活動(dòng)夾頭14向固定夾頭13靠攏進(jìn)而將油井管3管體夾緊，且當(dāng)夾緊液缸11有桿腔內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定的壓力值C時(shí)第三壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號(hào)，主控單元控制第二電磁換向閥斷電，第二電磁換向閥停止動(dòng)作。此時(shí)即可通過(guò)夾緊裝置對(duì)油井管3起到良好的夾緊穩(wěn)固作用。此外，由于限位裝置7的設(shè)置，行走小車6不會(huì)在豎向發(fā)生跳動(dòng)，進(jìn)而保證了油井管3在豎向不會(huì)發(fā)生偏移。水壓試驗(yàn)機(jī)卸壓后，水壓試驗(yàn)機(jī)的其它夾緊總成松開(kāi)，待移動(dòng)密封裝置退回原位后，主控單元為第一電磁換向閥反向供電，電磁換向閥動(dòng)作并向推拉油缸9的有桿腔供油，推拉油缸9拉動(dòng)承載梁4離開(kāi)固定密封裝置18，承載梁4帶動(dòng)接箍擋頭8、行走小車6以及夾緊裝置一起離開(kāi)固定密封裝置18。當(dāng)推拉油缸9的有桿腔達(dá)到設(shè)定的壓力值B時(shí)，第二壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，主控單?？刂频谝浑姶艙Q向閥斷電，第一電磁換向閥停止動(dòng)作。之后主控單元向第二電磁換向閥反向供電，第二電磁換向閥動(dòng)作并向夾緊油缸11的無(wú)桿腔供油，夾緊液缸11推動(dòng)活動(dòng)夾頭14離開(kāi)油井管3管體，當(dāng)夾緊油缸11無(wú)桿腔內(nèi)的油壓達(dá)到設(shè)定的壓力值D時(shí)第四壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號(hào)，主控單元控制第二電磁換向閥斷電，第二電磁換向閥停止動(dòng)作。上述壓力值A(chǔ)、B、C、D可根據(jù)相應(yīng)工作環(huán)境具體設(shè)定，此處不作限定。在本發(fā)明穩(wěn)固裝置退回過(guò)程中，由于夾緊裝置一直未松開(kāi)，油井管3被夾緊裝置帶出了固定密封裝置18，夾緊裝置此時(shí)起到了退管的作用，因而可以省去水壓試驗(yàn)機(jī)主機(jī)的退管裝置。至此，移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置的整個(gè)穩(wěn)固工作完成。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，包括基梁(2)、承載梁(4)、行走小車(6)及控制系統(tǒng)，所述基梁(2)上設(shè)有推拉油缸(9)，所述承載梁(4)上設(shè)有耳座(10)，所述推拉油缸(9)的活塞桿與耳座(10)相連接；所述承載梁(4)的一側(cè)設(shè)有接箍擋頭(8)，接箍擋頭(8)上設(shè)有與油井管(3)相適配的半圓柱形槽(19)，承載梁(4)底部與行走小車(6)固定連接；所述基梁(2)與承載梁(4)的中部分別開(kāi)設(shè)有基梁凹槽(15)及承載梁凹槽(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，還包括夾緊裝置，所述夾緊裝置包括支架(12)，所述支架(12)上設(shè)有夾緊油缸(11)及固定夾頭(13)，所述夾緊油缸(11)的活塞桿連接有活動(dòng)夾頭(14)，支架(12)與行走小車(6)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述支架(12)上還設(shè)有導(dǎo)向桿(20)，所述活動(dòng)夾頭(14)與導(dǎo)向桿(20)活動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述推拉油缸(9)為兩個(gè)并對(duì)稱地設(shè)置在基梁凹槽(15)的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述行走小車(6)下方設(shè)有與行走小車(6)的車輪相配合的導(dǎo)軌(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述行走小車(6)的車輪上方設(shè)有限 位裝置(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述限位裝置(7)與導(dǎo)軌(5)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 7所述的任意一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器及主控單元；所述第一電磁換向閥、第一壓力繼電器及第二壓力繼電器連接在推拉油缸的油路上，所述第二電磁換向閥、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器連接在夾緊油缸的油路上；第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第一壓力繼電器、第二壓力繼電器、第三壓力繼電器、第四壓力繼電器均與主控單元相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動(dòng)式水壓試驗(yàn)機(jī)油井管穩(wěn)固裝置，包括基梁、承載梁、行走小車及控制系統(tǒng)，所述基梁與水壓試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架固定連接，基梁上設(shè)有推拉油缸，所述承載梁上設(shè)有耳座，所述推拉油缸的活塞桿與耳座相連接；所述承載梁的一側(cè)設(shè)有接箍擋頭，接箍擋頭上設(shè)有與油井管相適配的半圓柱形槽，承載梁底部與行走小車固定連接；所述基梁與承載梁的中部分別開(kāi)設(shè)有基梁凹槽及承載梁凹槽。本發(fā)明不但解決了油井管因軸向受力過(guò)大而失穩(wěn)的問(wèn)題，還解決了油井管軸向串動(dòng)的問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局合理；能夠簡(jiǎn)單快速地實(shí)現(xiàn)接箍擋頭的更換；設(shè)備安全可靠，適用于各種管徑油井管的水壓試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/12GK103076231SQ201210079450
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者牛文錄, 張永紅, 張利國(guó), 胡三恩, 欒玉偉 申請(qǐng)人:甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司, 上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司, 蘭州藍(lán)亞石油化工裝備工程有限公司, 機(jī)械工業(yè)蘭州石油鉆采煉油化工設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)所有限公司