【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田油采，具体涉及一种吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法。
技术介绍
1、随着石油钻井技术的发展，特种超大、超重钻井装备不断涌现(特别是深海钻井装备)，其中单件装备的吊装重量在80-200吨之间，钻井设备上配置的吊运装置多数为吊装管；吊装管作为设备转运、设备安装过程中的重要部件，主要由支撑管、筋板、盖板等组成，通常分布在设备的侧面位置，使用过程中承载着被吊装设备的全部重量，密切关系到生产、安装过程中操作人员的生命财产安全；因此，钻井装备使用前必须对起吊运作用的吊装管进行抗弯及整体承载能力测试。
2、吊装管的主要破坏形式是管体压扁、整体弯曲、根部及周围焊缝撕裂；当前只能通过如下两种方法对吊装管进行加载:1)根据吊装管的设计能力确定测试载荷值后，选择合适的配重放置在待试部件上，然后通过起吊设备提升连接在吊耳上的钢丝绳对吊耳进行加载。该方法每次都需要挑选配重、放置配重，试验人员工作繁重，并且该检测方法效率低、加载误差大、配重的选择及放置繁琐、安全风险大、无法实现自动化操作、极大的增加了操作人员的劳动强度。2)通过成对的加载装置对位置分布均匀的吊耳及吊装管进行成对加载；该方法只能适用于常规结构设备进行测试，如遇到大跨距或者两个吊装管之间存在大型支座、壳体等障碍物时则无法进行成对加载试验。以上两种方法除了具有明显的缺点外，还都只是通过简单的加载和加载后对焊缝的探伤来对吊装管的整体承载能力进行检测，而无法科学严谨的对试验结果进行评价和分析；因此，迫切需要一种检测效率高、加载准确、安全、操作方便、科学严谨评价的吊
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种专门针对钻井装备上的吊装管进行抗弯及整体承载能力测试和对测试数据进行测后评价的方法，通过该套方法检验钻井装备上吊装管的伸出长度、筋板支撑位置是否合理、抗弯能力及整体承载能力；并通过该方法所依赖的加载装置，解决现有吊装管加载测试方法检测效率低、配重选择及放置繁琐、加载误差大、以及对钻井装备上大跨距或中间有障碍物的大型、重型部件上无法进行成对加载测试的吊装管进行测试、评价和实现自动化加载操作的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，利用一种钻井装备上吊装管加载测试装置，其包括加载装置，加载装置安装在钻井装备的待检测吊装管上方，通过拉杆、环形套索将吊装管连接到加载装置上，通过锁紧螺母将拉杆固定在加载装置的加载油缸上，然后调整环形套索到预定位置处，通过液压系统对吊装管进行加载，加载过程中通过吊装管中部的应变片监控和采集吊装管的应力数据，最终通过评价方法对测量结果进行评价，根据评价结果判定吊装管的抗弯及整体承载能力。
3、作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述加载装置包含加载装置底座、位于加载装置底座上的加载筒以及位于加载筒上的加载油缸。
4、作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述吊装管中部的应变片有四个，且等角度周向布置。
5、作为本专利技术的一种优选的技术方案，拉杆与加载油缸的顶部通过锁紧螺母固定。
6、作为本专利技术的一种优选的技术方案，具体按照以下步骤实施：
7、步骤1：将待试钻井设备部件平稳放置在车间工作台上，根据吊装管的位置调整加载装置底座下部压紧垫板和螺栓的位置和间距，然后将加载装置底座安装到大跨距钻井设备的被试吊装管正上方的设备平面上，通过压紧垫板和螺栓固定牢固；
8、步骤2：将加载装置的加载筒和加载油缸放置到加载装置底座上合适的位置；拉杆的上部通过加载装置底座中部的孔和加载油缸向上穿到加载油缸顶部，并用锁紧螺母进行暂时的固定；
9、步骤3：将应变片ⅰ、应变片ⅱ、应变片ⅲ、应变片ⅳ分别贴在吊装管管体的四个方向上距离吊装管纵向筋板和吊装管横向筋板外端面都为a厘米的位置处，然后将应变片的线缆通过应力采集线缆连接到综合控制系统上；
10、步骤4：将环形套索悬挂到吊装管上，环形套索上部通过销轴与拉杆的下部连接成一个整体；将斜撑杆上端与加载装置底座相连、下端支撑在大跨距钻井设备上，并通过调节斜撑杆的长度使加载装置底座与大跨距钻井设备表面平整接触；转动锁紧螺母使拉杆与环形套索整体处于张紧状态；
11、步骤5：将加载液压管线从加载油缸连接到综合控制系统上；通过综合控制系统进行试验载荷、加载时间、稳载时间、数据采集等方面的设置后即可开始吊装管的加载；加载完成后输出包含加载曲线、测点数据的标准化检测报告；
12、步骤6：根据加载所得的测点应力数据，通过以下公式对吊装管体上的应力进行合成：
13、
14、
15、
16、式中：
17、fa—吊装管承受设计最大额定载荷时，吊装管管体的轴心拉或压应力绝对值，mpa；
18、fbx—吊装管承受设计最大额定载荷时，吊装管管体绕x轴线方向的弯曲压应力，mpa；
19、fby—吊装管承受设计最大额定载荷时，吊装管管体绕y轴线方向的弯曲压应力，mpa；
20、σ19、σ20、σ21、σ22—分别表示应变片ⅰ、应变片ⅱ、应变片ⅲ、应变片ⅳ测得的应力值，mpa；
21、步骤7：将fa、fbx、fby分别与吊装管管体材料的许用应力进行比较，在总应力fa不超过吊装管管体材料许用应力的前提下，fbx、fby、σ19、σ20、σ21、σ22中的任何一项均不能超过吊装管管体材料许用应力，从而达到判定钻井装备上吊装管的抗弯和整体承载能力的目的；
22、步骤8：如果测得或计算出的fa、fbx、fby、σ19、σ20、σ21、σ22中的任何一项或多项数值超过吊装管管体材料的许用应力值，那么就需要进行吊装管管体的材料优化，或者是调整吊装管纵向筋板、吊装管横向筋板的尺寸，从而优化吊装管设计。
23、本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术为钻井装备上吊装管的抗弯及整体承载能力测试提供了一种自动化远程控制、操作简便、加载精确、监测全面、检测效率高的测试装置。(2)本专利技术为钻井装备上吊装管的抗弯及整体承载能力的检测结果提供了一种评价方法，以此来判断吊装管及其周围筋板、焊缝等的设计是否安全、合理，有利于设计人员对吊装管的使用安全性进行评估和设计优化。(3)本专利技术的试验装置采用液压加载方式，平稳、精确加载的同时实现了设备操作的远程控制及自动化，极大提高了试验过程的安全性。(4)本专利技术加载装置适用范围广、兼容性强，不仅适用于特种超大、超重钻井装备上吊装管抗弯及整体承载能力的测试和评价，还能用于常规钻井装备部件上吊装管、吊耳的加载测试，并且自动化的加载过程极大提高生产现场的检测效率，降低操作人员的劳动强度。
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1.吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，利用一种钻井装备上吊装管加载测试装置，其包括加载装置(1)，加载装置(1)安装在钻井装备的待检测吊装管(9)上方，通过拉杆(7)、环形套索(3)将吊装管(9)连接到加载装置(1)上，通过锁紧螺母(13)将拉杆(7)固定在加载装置(1)的加载油缸(12)上，然后调整环形套索(3)到预定位置处，通过液压系统对吊装管(9)进行加载，加载过程中通过吊装管(9)中部的应变片监控和采集吊装管的应力数据，最终通过评价方法对测量结果进行评价，根据评价结果判定吊装管的抗弯及整体承载能力。
2.根据权利要求1所述的吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，所述加载装置(1)包含加载装置底座(10)、位于加载装置底座(10)上的加载筒(11)以及位于加载筒(11)内的加载油缸(12)。
3.根据权利要求2所述的吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，所述吊装管(9)中部的应变片有四个，且等角度周向布置。
4.根据权利要求3所述的吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，拉杆(9)
5.根据权利要求4所述的吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
...【技术特征摘要】
1.吊装管抗弯及整体承载能力测试及评价方法，其特征在于，利用一种钻井装备上吊装管加载测试装置，其包括加载装置(1)，加载装置(1)安装在钻井装备的待检测吊装管(9)上方，通过拉杆(7)、环形套索(3)将吊装管(9)连接到加载装置(1)上，通过锁紧螺母(13)将拉杆(7)固定在加载装置(1)的加载油缸(12)上，然后调整环形套索(3)到预定位置处，通过液压系统对吊装管(9)进行加载，加载过程中通过吊装管(9)中部的应变片监控和采集吊装管的应力数据，最终通过评价方法对测量结果进行评价，根据评价结果判定吊装管的抗弯及整体承载能力。
2.根据权利要求1所述的吊装管抗弯...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗强，郭锐，高超杰，吴军团，徐小鹏，薛海峰，张虎山，任成洲，
申请(专利权)人：中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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