本实用新型专利技术提供一种立式动载套管磨损试验机，包括：加载系统，包含前支座、后支座、导轨部及弹性移动部，导轨部包括直轨，直轨连接于前支座及后支座之间，弹性移动部套设在直轨上；旋转系统，设有旋转电机，旋转电机通过电机支架固定在弹性移动部上，其下端的输出轴向下依次连接有联轴器、扭矩传感器及钻杆部；激振系统，包括激振电机及偏心转动部，激振电机通过电机安装架固定在前支座上，偏心转动部能转动的穿设于前支座上的通孔；装夹系统，位于导轨部的下侧，其设有中空的泥浆槽、平台部及升降机；机架，包括底座及多个设置在底座上的前立柱、中部立柱及后立柱。本实用新型专利技术采用立式设计结构，实现对套管与钻杆接头之间多种磨损工况的模拟。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种立式动载套管磨损试验机，包括：加载系统，包含前支座、后支座、导轨部及弹性移动部，导轨部包括直轨，直轨连接于前支座及后支座之间，弹性移动部套设在直轨上；旋转系统，设有旋转电机，旋转电机通过电机支架固定在弹性移动部上，其下端的输出轴向下依次连接有联轴器、扭矩传感器及钻杆部；激振系统，包括激振电机及偏心转动部，激振电机通过电机安装架固定在前支座上，偏心转动部能转动的穿设于前支座上的通孔；装夹系统，位于导轨部的下侧，其设有中空的泥浆槽、平台部及升降机；机架，包括底座及多个设置在底座上的前立柱、中部立柱及后立柱。本技术采用立式设计结构，实现对套管与钻杆接头之间多种磨损工况的模拟。【专利说明】一种立式动载套管磨损试验机
本技术属于石油开采领域，具体而言，涉及一种立式动载套管磨损试验机。
技术介绍
油气井钻探过程中，钻杆接头与套管的磨损是一种典型的杆-套磨损，这种磨损导致用于隔离岩层和支撑井壁的套管壁厚减薄、强度降低，造成钻井过程中的安全隐患，对钻井效率产生了影响。据相关数据统计表明，由于套管磨损直接带来的经济损失高达十亿美元以上。管套磨损在中国钻井工程中已成为一个急需解决的重大技术问题。但是在实际钻井过程中，由于管套都位于在深井、超深井之中，这对现场观测及现场试验带了困难，所以大多数情形下我们只有通过在实验室进行模拟研究管套磨损的情况。为了对各种复杂工况下磨损机理进行深入的研究，尤其能够产生径向冲击与滑动复合工况的模拟条件，从而对深井及超深井石油套管磨损规律有一个更全面的研究，并为评价各种防磨技术性能提供基础试验手段。 目前，利用全尺寸钻杆试样与套管试样来研究钻杆与套管磨损机理的典型实验装置有滑台式套管磨损试验机，然而，该磨损试验机中，钻杆试样与套管试样采用卧式磨损方位，与现实工况中立式磨损方位不符；其利用皮带的传递作用来带动钻杆的旋转，且利用零部件的自重作为回复力，对钻杆与套管之间的摩擦产生影响，工作状况不稳定；由于采用卧式方位，其泥浆槽能够维持的液面高度不能实现钻杆试样与套管试样接触区的充分润滑；钻杆试样与套管试样不能完成轴向的相对运动，因而无法模拟现实工况中钻杆向下的运动。 有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种立式动载套管磨损试验机，以期解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供一种立式动载套管磨损试验机，其采用立式设计结构，更符合实际钻井过程中钻杆与套管摩擦结构方位，实现了对套管与钻杆接头之间多种磨损工况的模拟，其旋转系统及激振系统的自重完全由机架来承载，不会对试验产生不良影响，克服了现有技术的缺陷。 为此，本技术提出一种立式动载套管磨损试验机，其包括: 一加载系统，包括有一前支座、一后支座、一导轨部及一弹性移动部，所述导轨部包括两沿水平方向并列设置的直轨，所述直轨连接于所述前支座及后支座之间，所述弹性移动部能移动的套设在两所述直轨上，其前侧与一碰撞杆的后端上螺接的碰撞锁母相接触，其后侧与所述后支座相接触，所述碰撞杆能移动的设置在所述前支座上； 一旋转系统，其设有一旋转电机，所述旋转电机通过一电机支架固定在所述弹性移动部上，其下端的输出轴向下依次连接有联轴器、扭矩传感器及钻杆部，所述钻杆部能转动的穿设于所述弹性移动部上的定位孔，其下端设有一供装设转杆试样的组设部； —激振系统,其包括有一激振电机及一偏心转动部，所述激振电机通过一电机安装架固定在所述前支座上，所述偏心转动部能转动的穿设于所述前支座上的通孔，其上端与所述激振电机下端的输出轴相连接，其下端头套设固定有一下轴承，所述下轴承与所述碰撞杆的?υ端相接触； 一装夹系统，位于所述导轨部的下侧，其设有一中空的泥浆槽、一平台部及一升降机，所述泥浆槽固定在所述平台部上，其上端为开口端，所述泥浆槽的侧壁上设有一供夹持套管试样的夹持部，所述升降机的上端与所述平台部相连接，在所述平台部上行时，所述钻杆部的下端能凸伸至所述泥浆槽中； 一机架,包括一底座，所述底座上设置有多个前立柱、中部立柱及后立柱，所述前支座的前后两侧对应安装在所述前立柱及中部立柱上，所述后支座固定在所述后立柱上，其中，所述平台部的前侧、后侧分别设有前侧竖向滑套及后侧竖向滑套，所述前竖向滑套与后侧竖向滑套对应套设在所述中部立柱及后立柱上，所述升降机固定在所述底座上。 如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述钻杆部包括有一连接短节及一钻杆连接头，所述钻杆连接头能转动的对应穿设于所述定位孔，其上端通过所述连接短节与所述扭矩传感器相连接； 其中，所述钻杆连接头上间隔套设固定有一圆锥滚子轴承及一滚柱轴承，所述圆锥滚子轴承及滚柱轴承对应嵌设固定于所述定位孔的上端口及下端口； 其中，所述组设部包括一环部及一钻杆试样挡片，所述环部凸设在所述钻杆连接头的外侧面上，并靠近所述钻杆连接头的下端，所述钻杆试样挡片通过螺钉连接在所述钻杆接头的下端面上，其外径大于所述钻杆连接头的外径，所述环部与所述钻杆试样挡片之间形成一供装设所述钻杆试样的凹环。 如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述偏心转动部包括有一偏心轮轴及一偏心轮，所述偏心轮轴的上端与所述激振电机的输出轴相连接，其下端套设固定有所述偏心轮，所述下轴承套设在所述偏心轮上； 其中，所述偏心轮的外侧凸设有一止挡环，所述止挡环相邻于所述下轴承的上侧，所述偏心轮上另套设有一下轴套，所述下轴套相邻于所述下轴承的下侧，其与所述偏心轮之间通过弹簧卡圈卡接固定； 其中，所述偏心轮轴能转动的对应穿设于所述通孔，其外侧由上至下依次套设有一上轴套及一上轴承，所述上轴套的上端与所述偏心轮轴外侧凸设的环肩接触，其下端则与所述上轴承相邻，所所述上轴承则嵌设固定在所述通孔处。 如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述弹性移动部包括有一电机安装滑块、两弹性部及一推板，所述定位孔位于所述电机安装滑块上，所述电机安装滑块的两相对侧分别设有套接孔，各所述套接孔与各所述直轨相对应，且所述套接孔中嵌设有一滑套，所述电机安装滑块通过所述滑套对应套设在两所述直轨上，所述推板与所述后支座相邻，其能移动套设在两所述直轨上，两所述弹性部则对应套设在两所述直轨上，各所述弹性部的两端对应与所述电机安装滑块及所述推板相连接； 其中，所述电机安装滑块的前侧与所述碰撞杆上的所述碰撞锁母相接触，所述旋转系统的电机支架固定在所述电机安装滑块上，所述旋转电机则呈竖向固定在所述电机支架上，所述前支座上另安装有一激光位移传感器，所述激光位移传感器相邻于所述碰撞杆的一侧。 如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述弹性部包一弹簧、一前侧弹簧护套及一后侧弹簧护套，所述弹簧的两端对应嵌设固定在所述前侧弹簧护套及后侧弹簧护套中，所述前侧弹簧护套及后侧弹簧护套分别能移动的套设在所述直轨上，所述前侧弹簧护套与所述电机安装滑块的后侧面相连接，所述后侧弹簧护套与所述推板相连接。 如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述后支座上设有一调距机构，所述调距机构包括有一基座、一丝杆及一手动扳手，所述基座位于所述后支座上，其设有一螺纹孔，所述丝杠螺接于所述螺纹孔，其前本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种立式动载套管磨损试验机，其特征在于，所述立式动载套管磨损试验机包括：一加载系统，包括有一前支座、一后支座、一导轨部及一弹性移动部，所述导轨部包括两沿水平方向并列设置的直轨，所述直轨连接于所述前支座及后支座之间，所述弹性移动部能移动的套设在两所述直轨上，其前侧与一碰撞杆的后端上螺接的碰撞锁母相接触，其后侧与所述后支座相接触，所述碰撞杆能移动的设置在所述前支座上；一旋转系统，其设有一旋转电机，所述旋转电机通过一电机支架固定在所述弹性移动部上，其下端的输出轴向下依次连接有联轴器、扭矩传感器及钻杆部，所述钻杆部能转动的穿设于所述弹性移动部上的定位孔，其下端设有一供装设转杆试样的组设部；一激振系统，其包括有一激振电机及一偏心转动部，所述激振电机通过一电机安装架固定在所述前支座上，所述偏心转动部能转动的穿设于所述前支座上的通孔，其上端与所述激振电机下端的输出轴相连接，其下端头套设固定有一下轴承，所述下轴承与所述碰撞杆的前端相接触；一装夹系统，位于所述导轨部的下侧，其设有一中空的泥浆槽、一平台部及一升降机，所述泥浆槽固定在所述平台部上，其上端为开口端，所述泥浆槽的侧壁上设有一供夹持套管试样的夹持部，所述升降机的上端与所述平台部相连接，在所述平台部上行时，所述钻杆部的下端能凸伸至所述泥浆槽中；一机架，包括一底座，所述底座上设置有多个前立柱、中部立柱及后立柱，所述前支座的前后两侧对应安装在所述前立柱及中部立柱上，所述后支座固定在所述后立柱上，其中，所述平台部的前侧、后侧分别设有前侧竖向滑套及后侧竖向滑套，所述前竖向滑套与后侧竖向滑套对应套设在所述中部立柱及后立柱上，所述升降机固定在所述底座上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：温东，樊建春，张来斌，李杰，胡治斌，赵坤鹏，孙秉才，张喜明，明学江，商强，高富民，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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