一種注水井管柱受力測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及采油工程技術領域，特別涉及一種注水井管柱受力測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國內對大斜度井開發相關技術和與其配套的井下工具的研發不斷深入，采用注水管柱對大斜度井進行分層注水已成為實現穩產高產的重要技術方案。我國大斜度井分層注水開發過程中，由于大斜度井自身井況和井身結構相對復雜，注水井內高溫高壓環境和注水壓力產生較大波動的影響，使注水管柱在注水開發過程中的坐封、注水和洗井等工藝階段中管柱變形較大，使注水井的分層注水的效果差，使其對我國油田后續開發產生嚴重的影響。
[0003]大斜度井在采用注水管柱進行注水過程中，管柱在井筒內的受力會受到自重、摩擦力、粘滯摩阻、井筒壓力等多種因素的綜合影響，受力十分復雜。同時，由于大斜度井地層的不確定性和大斜度井型及各段曲率不同，注水管柱在井下受力與變形很復雜，注水管柱力學分析理論研宄的可靠性需要依靠現場試驗數據來驗證。因此，研制并研宄了一種注水井管柱受力測試裝置及受力測試方法，用于大斜度井注水管柱的載荷測試，以實測井下管柱在注水作業過程中的受力變化情況。
[0004]現有的受力測試裝置尚難以實現在滿足受力測試的可靠性和精度的同時，確保測試作業時間和使用壽命，且無法有效克服井筒內地下液體、復雜施工工藝和注水對測試元件的影響，施工方法不便于現場推廣應用。
【實用新型內容】
[0005]為了提高大斜度井注水過程中對注水管柱受力測試的可靠性和精度，本實用新型實施例提供了一種注水井管柱受力測試裝置。所述技術方案如下:
[0006]本實用新型實施例提供了一種注水井管柱受力測試裝置，包括:內筒、外筒和管接頭，所述內筒與所述外筒兩端密封，所述內筒與所述外筒的環空區域設置有密封電氣艙，內筒與管接頭之間通過螺紋連接和O型密封圈形成環形密封空腔；
[0007]所述密封電氣艙內設置有至少一個用于測量所述內筒應力變化的應變片以及數據采集電路，所述應變片粘附在環形密封空腔上方范圍內的密封電氣艙內筒壁面上，以隔絕注水、試壓過程中管柱內流體產生的內壓對應變片測量的影響，保證應變片對注水管柱軸向應力的準確測量。
[0008]進一步的，在所述內筒的中部周向每間隔90°均勻粘附4組所述應變片；
[0009]每一組所述應變片包括相鄰設置的一枚水平應變片與一枚垂直應變片，所述水平應變片的長度方向與所述內筒的長度方向平行，所述垂直應變片的長度方向與所述內筒的長度方向垂直。
[0010]進一步的，4組所述應變片構成應變電橋；
[0011]所述數據采集電路包括信號放大和濾波電路、模數轉換電路、主控電路以及數據存儲電路；
[0012]所述應變電橋與所述信號放大和濾波電路電連接，所述信號放大和濾波電路還與所述模數轉換電路電連接，所述模數轉換電路還與所述主控電路電連接，所述主控電路還與所述存儲電路電連接。
[0013]此外，所述密封電氣艙內還設置有用于向所述數據采集電路供電的電池。
[0014]進一步的，所述注水井管柱受力測試裝置還包括用于讀取并顯示存儲在所述數據采集電路中的測量數據的數據讀取裝置。
[0015]本實用新型實施例提供的注水井管柱受力測試裝置，該測試裝置利用應變片測定受到拉力作用后內筒上的拉力變化。該裝置還具有強密封性，能夠有效地克服井筒內地下液體、復雜施工工藝和注水對測試元件的影響。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實用新型實施例提供的一種注水井管柱受力測試裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例提供的一種注水井管柱受力測試裝置中應變片粘貼及布置示意圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例提供的一種注水井管柱受力測試裝置中數據采集電路的結構不意圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例提供的一種注水井管柱受力測試方法的流程示意圖。
[0021]附圖標記:
[0022]1-內筒、2-外筒、3-密封電氣艙、4-應變片、5-電池、6_應變電橋、7_信號放大和濾波電路、8-模數轉換電路、9-主控電路、10-數據存儲電路、11-數據采集電路、12-數據讀取裝置、13-管接頭。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0024]本實用新型實施例提供的注水井管柱受力測試裝置，如圖1所示，包括:內筒1、外筒2和管接頭13，該內筒I與外筒2兩端密封，內筒I與外筒2的環空區域設置有密封電氣艙3，內筒I與管接頭13之間通過螺紋連接和O型密封圈形成環形密封空腔。
[0025]密封電氣艙3內設置有至少一個用于測量內筒I應力變化的應變片4以及數據采集電路11，應變片4粘附在環形密封空腔上方范圍內的密封電氣艙3內筒壁面上，以隔絕注水、試壓過程中管柱內流體產生的內壓對應變片4測量的影響，保證應變片4對注水管柱軸向應力的準確測量。
[0026]本實用新型實施例提供的注水井管柱受力測試裝置，該測試裝置利用應變片測定受到拉力作用后內筒上的拉力變化，大大提高了對注水管柱受力測試的可靠性和精度，該裝置具有強密封性，能夠有效地克服井筒內地下液體、復雜施工工藝和注水對測試元件的影響。
[0027]具體的，應變片的實際粘貼方式可以如圖2所示，在內筒I的中部周向每間隔90°均勻粘附4組應變片4。
[0028]其中，每一組應變片4包括相鄰設置的一枚水平應變片與一枚垂直應變片，水平應變片的長度方向與內筒I的長度方向平行，垂直應變片的長度方向與內筒I的長度方向垂直。采用這樣一種應變片設置方式，可以有效消除由于管柱扭轉或彎曲而對測試結果所造成的影響，進一步提高了受力測試的可靠性和精度。
[0029]進一步的，如圖3所示，4組應變片4可以構成應變電橋6。
[0030]數據采集電路11具體可以包括信號放大和濾波電路7、模數轉換電路8、主控電路9以及數據存儲電路10。
[0031]其中，應變電橋6與信號放大和濾波電路7電連接，信號放大和濾波電路7還與模數轉換電路8電連接，模數(A/D)轉換電路8還與主控電路9電連接，主控電路9還與存儲電路10電連接。
[0032]具體的，在實際應用的過程中，應變電橋6輸出的的微弱應力變化量信號經過信號放大和濾波電路7調理輸出為標準電壓信號，再由單片機主控電路9控制模數轉換的數模轉換電路8對信號進行處理，最終通過數據存儲電路10進行存儲。
[0033]此外，如圖3所示，密封電氣艙3內還可以設置有用于向數據采集電路11供電的電池5。在本實用新型實施例中，可以采用高溫鋰