油井管螺纹接头拧接试验装置制造方法及图纸

一种油井管螺纹接头拧接试验装置，其包含两种技术方案，均通过加载重物产生偏心矩，模拟井架上操作时管柱重心偏移井口中心的情形，从而达到仿真油井管现场端作业的目的。本实用新型专利技术可模拟油田现场操作时的螺纹拧接过程，仿真螺纹的受力状况，为研究螺纹接头破坏机理提供研究方法，便于油井管制造商掌握螺纹失效规律，为改进产品质量提供依据，也为油井管生产厂和使用者共同分析油井管螺纹失效异常提供有效的测试评价方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种油井管螺纹接头拧接试验装置。
技术介绍
油井管是用于油气探采的专用管，依靠螺纹连接形成管柱深入地层进行探采作业。油井管现场端在实际应用过程中，往往需要对螺纹反复上卸扣，螺纹损伤后，会影响螺纹连接后的滑脱强度和密封性能，严重的粘扣发生后，只能切头重新加工修复。因此，上卸扣拧接后螺纹的完整性是油井管重要的使用性能之一。API 5B(美国石油学会标准——套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范)明确规定，油管经过上卸扣4次后螺纹应保持没有损伤，油田用户则希望能承受更多的上卸扣次数，往往要求按照API 5C5(美国石油学会标准——套管和油管接头评估推荐作法)对油井管产品进行评价后才批量使用，其中，上卸扣次数是评价的一个重要指标；在日常生产中，油井管制造商也是经常要研究油井管上卸扣后螺纹的完整性。油田现场对油井管的作业是在井架上进行的，井架高度要能满足1～3根管子竖立摆放。目前，油井管普遍采用API标准的II级和III级长度，根据API标准，单根油管长度至少8.53m，单根套管长度至少7.62m，几根管子相连，长度会更长，因此，井架高度设计一般从10多米到30多米。作业时依靠液压大钳驱动一根管子或2～3根管子连接的管柱转进给，达到上扣或卸扣的目的。为了模拟实际使用条件，研究产品的实物质量，需要进行油井管上卸扣拧接试验，如图1所示，是现有油井管螺纹接头拧接试验装置的结构示意图，其中，11’是下样管，12’是上样管，两者通过接箍103’上下连接；所述的下样管11’还使用若干夹紧装置101’夹持住；液压大钳102’通过钢丝绳104’挂吊在悬臂梁105’架子上。上卸扣试验过程为 步骤1进行上扣试验，利用夹紧装置101’将下样管11’夹持住，通过手工或机器拧上接箍103’，然后手工拧上上样管12’，随后用液压大钳102’夹住上样管12’，通过液压驱动液压大钳102’将样管拧接到规定的扭矩。步骤2进行卸扣试验，下样管11’、接箍103’及上样管12’已经连接上，使用夹紧装置101’将下样管11’夹持住，液压大钳102’夹住上样管12’，通过液压系统反向驱动液压大钳102’将螺纹连接拧开。循环上述整个试验过程，进行反复上卸扣试验。上述试验用的样管是在油井管全长上截取的其中带螺纹的一端，API5C5(美国石油学会标准——套管和油管接头评估推荐作法)规定，样管长度为LP，LP≥{D+6×(Dt)1/2}，其中，D为样管外径，t为样管壁厚，受拧接试验机本身功能的限制及试验场地空间的限制，样管长度一般取0.5～3米，其长度很难再加长。由此可见，试验室条件下的拧接与油田现场井架上的拧接两者基本区别是长度上的不同，但由此造成了螺纹受力的不同，螺纹的损坏程度也不同。在井架上进行螺纹上卸扣时，作用于螺纹上的管子重量远远高于试验室中样管作用于螺纹的重量，造成引扣困难，并且螺纹啮合初期容易破损；另外，井架上作业管子长度长，受管子直度、管子与井口中心的偏差以及旋转过程中晃动的影响，管子旋转过程中管子中心偏移井口中心，管子自重在螺纹上形成偏心矩，造成螺纹承受附加载荷，容易损伤螺纹表面。相比较而言，试验条件下，螺纹主要是承受拧接力矩，而样管重量的影响很小。因此，目前试验室条件下的上卸扣试验与油田现场端操作相比，螺纹实际受力不同，仿真性较差，造成两者试验结果的可比性下降，造成油井管制造者和使用者对实际使用状况的了解不一致，不利于产品实物质量的评价。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种油井管螺纹接头拧接试验装置，其可模拟油田现场操作时的螺纹拧接过程，仿真螺纹的受力状况，为研究螺纹接头破坏机理提供研究方法，便于油井管制造商掌握螺纹失效规律，为改进产品质量提供依据，也为油井管生产厂和使用者共同分析油井管螺纹失效异常提供有效的测试评价方法。为达到上述目的，本技术提供一种油井管螺纹接头拧接试验装置，其包含两种技术方案，特点是，两种技术方案均通过加载重物以模拟产生偏心矩，从而可模拟油田现场操作时的螺纹拧接过程。第一种方案中，本技术提供的一种油井管螺纹接头拧接试验装置，其包含液压大钳、接箍和夹紧装置，特点为，还包含重物倾斜加载装置；所述的液压大钳夹持住上样管；所述的接箍同轴连接上样管和下样管；所述的夹紧装置将下样管夹持住；所述的重物倾斜加载装置包含一重物和一稳偏装置；所述的稳偏装置是一固定设置在悬臂梁上的圆柱体稳偏装置，其中心轴与下样管的中心轴处于同一轴线上；所述的重物连接上样管的上端，该重物的中心轴与上样管的中心轴处于同一轴线上，且呈一定角度倾斜；所述的重物的上端始终与圆柱体稳偏装置的侧面接触，且重物和上样管的总长度不小于接箍下端面到稳偏装置下端面的长度，使重物绕该圆柱体稳偏装置转动时，重物的上端不会脱离稳偏装置，且保持倾斜角度和偏心距不变；所述的重物通过螺纹连接或焊接连接，加载在上样管上端；所述的稳偏装置可拆换不同直径的圆柱体稳偏装置，从而使重物与上样管呈不同的角度倾斜，模拟不同的偏心矩。第二种方案中，本技术提供的一种油井管螺纹接头拧接试验装置，其包含液压大钳、接箍和夹紧装置，特点为，还包含重物偏移加载装置；所述的液压大钳夹持住上样管；所述的接箍同轴连接上样管和下样管；所述的夹紧装置将下样管夹持住；所述的重物偏移加载装置为一加载于上样管侧部的重物，该重物的中心轴与上样管的中心轴不在同一轴线上，产生偏心矩；所述的重物通过带柄插入式或者焊接式加载在上样管的侧部；所述的带柄插入式加载方式，特点为，重物上设置有一圆柱体状把柄，该圆柱体状把柄的直径小于上样管的内径，可将其插入上样管中，实现带柄插入式加载方式。本技术提供的油井管螺纹接头拧接试验装置，根据油井管现场端的实际承受载荷提出了模拟方法，首先是在样管上进行配重，使其重量与需要模拟的管柱重量相当，同时进行重心偏移，从而形成偏心矩，模拟井架上操作时管柱重心偏移井口中心的情形，从而达到仿真油井管现场端作业的目的。本技术应用范围较广，对于无接箍的直连型油井管亦可使用。附图说明图1为现有油井管螺纹接头拧接试验装置的结构示意图；图2为本技术第一种技术方案的结构示意图；图3为本技术提供的一种带柄插入式重物的结构示意图；图4为本技术第二种技术方案的结构示意图。具体实施方式以下根据图2～图4，具体说明本技术的最佳实施方式。如图2所示，是本技术的第一种技术方案的结构示意图，其包含夹紧装置101、液压大钳102和接箍103，特点为，还包含重物倾斜加载装置；所述的液压大钳102夹持住上样管11；所述的接箍103同轴连接上样管12和下样管11；所述的夹紧装置101将下样管11夹持住；所述的重物倾斜加载装置包含一重物1061和一稳偏装置1062；所述的稳偏装置1062是一固定设置在悬臂梁105上的圆柱体稳偏装置，其中心轴与下样管11的中心轴处于同一轴线上；所述的重物1061连接上样管12的上端，该重物1061的中心轴与上样管12的中心轴处于同一轴线上，且呈一定角度倾斜；所述的重物1061的上端始终与圆柱体稳偏装置1062的侧面接触并且可绕该圆柱体稳偏装置1062转动，在转动过程中保持倾斜角度不变，即保持偏心矩不变；所述的重物1061通过螺纹连接或焊接连接，加载在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油井管螺纹接头拧接试验装置，包含夹紧装置（１０１）、液压大钳（１０２）和接箍（１０３），特征在于，还包含重物倾斜加载装置；　　　　所述的液压大钳（１０２）夹持住上样管（１１）；所述的接箍（１０３）同轴连接上样管（１２）和下样管（１１）；所述的夹紧装置（１０１）将下样管（１１）夹持住；　　　　所述的重物倾斜加载装置包含重物（１０６１）和稳偏装置（１０６２）；　　　　所述的稳偏装置（１０６２）是一固定设置在悬臂梁（１０５）上的圆柱体稳偏装置，其中心轴与下样管（１１）的中心轴处于同一轴线上；　　　　所述的重物（１０６１）连接上样管（１２）的上端，该重物（１０６１）的中心轴与上样管（１２）的中心轴处于同一轴线上，且呈一定角度倾斜；　　　　所述的重物（１０６１）的上端始终与圆柱体稳偏装置（１０６２）的侧面接触，且重物（１０６１）和上样管（１２）的总长度不小于接箍（１０３）下端面到稳偏装置（１０６２）下端面的长度，使重物（１０６１）绕该圆柱体稳偏装置（１０６２）转动时，重物（１０６１）的上端不会脱离稳偏装置（１０６２），且保持倾斜角度和偏心距不变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁维军，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]