專利名稱：移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水壓試驗機的配套設備，具體涉及一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置。
背景技術：
隨著世界范圍內工農業(yè)生產與服務業(yè)的增長、運輸業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人類社會對石油天然氣這類能源的市場需求日益擴大。目前石油勘探開發(fā)，特別是天然氣開發(fā)對油管、套管需求量不斷擴大。根據SY/T 6194 “套管和油管”的要求，石油用油、套管出廠、使用前必須通過靜水壓試驗。由于深井、超深井、高壓油井、天然氣井的開發(fā)，對油井管的性能提出了更高的要求，對其管體的強度和螺紋連接的密封性能檢驗更加嚴格，試驗壓力均在50 70 MPa以上。隨著高鋼級、特殊扣油油井管的試驗，石油油井管頻頻出現(xiàn)失穩(wěn)、串動的情況，尤其是高鋼級油管，情況更為嚴重。石油油井管失穩(wěn)情況的突然發(fā)生，不 但導致試壓設備各部件遭到嚴重的損壞，生產無法繼續(xù)，同時也給設備用戶帶來了經濟損失。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種能夠解決油井管軸向失穩(wěn)和串動，進而保證水壓試驗有效進行的移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置。為此，本實用新型采用如下技術方案一種移動式水壓試驗機油井管穩(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機的機架固定連接，基梁上設有推拉油缸，所述承載梁上設有耳座，所述推拉油缸的活塞桿與耳座相連接；所述承載梁的一側設有接箍擋頭，接箍擋頭上設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設有基梁凹槽及承載梁凹槽。本實用新型穩(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夾頭，支架與行走小車固定連接。所述支架上還設有導向桿，所述活動夾頭與導向桿活動連接。所述推拉油缸為兩個并對稱地設置在基梁凹槽的兩側。所述行走小車下方設有與行走小車的車輪相配合的導軌。所述行走小車的車輪上方設有限位裝置。所述限位裝置與導軌固定連接。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。[0012]本實用新型提供的移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置的作用在于，在油井管(本實用新型所述油井管主要指油管或套管)進行靜水壓試壓時，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大而失穩(wěn)的問題。同時，因油井管體兩端壓力趨于平衡進而消除了油井管的軸向串動，解決了高壓密封圈因磨損而損壞的問題，提高了高壓密封圈的使用壽命。此外，利用本實用新型的夾緊裝置能夠實現(xiàn)油井管的拔管操作，省去了原有的退管裝置。本實用新型移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置的特點在于結構簡單，布局合理；能夠簡單快速地實現(xiàn)接箍擋頭的更換；設備安全可靠，適用于各種管徑油井管的水壓試驗。
圖I為本實用新型的結構主視圖；圖2為圖I的結構俯視圖；圖3為圖I的B-B向視圖；圖4為圖I的A-A向剖視圖；圖5為本實用新型夾緊裝置的結構示意圖；圖6為本實用新型接箍擋頭的結構剖視圖。
具體實施方式
如圖1-3所示，一種移動式水壓試驗機油井管穩(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上設有推拉油缸9，承載梁4上設有耳座10，推拉油缸9的活塞桿與耳座10通過銷軸連接，基梁2與水壓試驗機的機架I固定連接；承載梁4對應接箍17的一側設有接箍擋頭8，接箍擋頭8上設有與油井管3相適配的半圓柱槽形19，接箍擋頭8可根據不同管徑的油井管3隨時進行更換；承載梁4底部與行走小車6固定連接；基梁2與承載梁4的中部分別開設有用于油井管3通過的基梁凹槽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機主機的縱向中心線重合。如圖4所示，推拉油缸9為兩個并對稱地設在基梁凹槽15的兩側。如圖I和圖3所示，行走小車6下方設有與行走小車6的車輪相配合的導軌5 ;行走小車6的車輪上方還設有限位裝置7，該限位裝置7與導軌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夾頭14，支架12的底部與行走小車6固定連接；支架12上設有兩根用于對活動夾頭14進行移動導向并平行設置的導向桿20，活動夾頭14與導向桿20活動連接，活動夾頭14可沿著導向桿20作直線移動。該夾緊裝置同水壓試驗機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機主機的縱向中心線重合。 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；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連接推拉油缸9的有桿腔和無桿腔；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的無桿腔，第二電磁換向閥同時連接夾緊油缸11的有桿腔和無桿腔。本實用新型提供的移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置的工作原理如下根據試壓工況分析可知，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在此問題中相當于一壓桿)，油井管3軸向串動則是由于油井管安裝接箍17的一端壓力大于另一端導致管體兩端承受的軸向壓力不平衡所致。如果在試壓時對接箍17所受水壓進行卸載或者說是進行平衡，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不會因失穩(wěn)而破壞設備以及管體本身。在油井管3進行試壓時，通過水壓試驗機移動密封裝置將油井管3送入固定密封裝置18并到位后，啟動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的主控單元開始為第一電磁換向閥供電，第一電磁換向閥動作并向推拉油缸9的無桿腔供油，在推拉油缸9活塞桿的推動下，承載梁4開始向固定密封裝置18移動同時帶動行走小車6和夾緊裝置一起移動，這時接箍擋頭8通過半圓柱形凹槽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。當推拉油缸9無桿腔內的油壓達到設定的壓力值A時，連接推拉油缸9無桿腔的第一壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號，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作。在油井管3管體內壓力上升的過程中，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承載梁4、推拉油缸9及基梁2最終傳遞給機架I來承載，且可知接箍擋頭8同時向接箍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，由于卸掉或者說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在試壓過程中不會發(fā)生軸向串動，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。在上述動作同時主控單元為第二電磁換向閥供電，第二電磁換向閥動作并向夾緊油缸11的有桿腔供油，夾緊液缸11拉動活動夾頭14向固定夾頭13靠攏進而將油井管3管體夾緊，且當夾緊液缸11有桿腔內的壓力達到設定的壓力值C時第三壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號，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作。此時即可通過夾緊裝置對油井管3起到良好的夾緊穩(wěn)固作用。此外，由于限位裝置7的設置，行走小車6不會在豎向發(fā)生跳動，進而保證了油井管3在豎向不會發(fā)生偏移。水壓試驗機卸壓后，水壓試驗機的其它夾緊總成松開，待移動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，電磁換向閥動作并向推拉油缸9的有桿腔供油，推拉油缸9拉動承載梁4離開固定密封裝置18，承載梁4帶動接箍擋頭8、行走小車6以及夾緊裝置一起離開固定密封裝置18。當推拉油缸9的有桿腔達到設定的壓力值B時，第二壓力繼電器發(fā)出信號，主控單?？刂频谝浑姶艙Q向閥斷電，第一電磁換向閥停止動作。之后主控單元向第二電磁換向閥反向供電，第二電磁換向閥動作并向夾緊油缸11的無桿腔供油，夾緊液缸11推動活動夾頭14離開油井管3管體，當夾緊油缸11無桿腔內的油壓達到設定的壓力值D時第四壓力繼電器向主控單元發(fā)出信號，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作。上述壓力值A、B、C、D可根據相應工作環(huán)境具體設定，此處不作限定。在本實用新型穩(wěn)固裝置退回過程中，由于夾緊裝置一直未松開，油井管3被夾緊裝置帶出了固定密封裝置18，夾緊裝置此時起到了退管的作用，因而可以省去水壓試驗機主機的退管裝置。至此，移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置的整個穩(wěn)固工作完成。權利要求1.一種移動式水壓試驗機油井管穩(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)上設有推拉油缸(9)，所述承載梁(4)上設有耳座(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)的一側設有接箍擋頭(8)，接箍擋頭(8)上設有與油井管(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)的中部分別開設有基梁凹槽(15)及承載梁凹槽(16)。
2.根據權利要求I所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(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夾頭(14)，支架(12)與行走小車(6)固定連接。
3.根據權利要求2所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述支架(12)上還設有導向桿(20)，所述活動夾頭(14)與導向桿(20)活動連接。
4.根據權利要求3所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述推拉油缸(9)為兩個并對稱地設置在基梁凹槽(15)的兩側。
5.根據權利要求4所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述行走小車(6)下方設有與行走小車(6)的車輪相配合的導軌(5)。
6.根據權利要求5所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述行走小車(6)的車輪上方設有限位裝置(7)。
7.根據權利要求6所述的一種移動式水壓試驗機油井管穩(wěn)固裝置，其特征在于，所述限位裝置(7)與導軌(5)固定連接。
8.根據權利要求2 7所述的任意一種移動式水壓試驗機油井管穩(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。
專利摘要本實用新型提供了一種移動式水壓試驗機油井管穩(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機的機架固定連接，基梁上設有推拉油缸，所述承載梁上設有耳座，所述推拉油缸的活塞桿與耳座相連接；所述承載梁的一側設有接箍擋頭，接箍擋頭上設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設有基梁凹槽及承載梁凹槽。本實用新型不但解決了油井管因軸向受力過大而失穩(wěn)的問題，還解決了油井管軸向串動的問題，其結構簡單，布局合理；能夠簡單快速地實現(xiàn)接箍擋頭的更換；設備安全可靠，適用于各種管徑油井管的水壓試驗。
文檔編號G01N3/12GK202471518SQ20122011340
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者張利國, 張永紅, 欒玉偉, 牛文錄, 胡三恩 申請人:上海藍濱石化設備有限責任公司, 蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司, 機械工業(yè)蘭州石油鉆采煉油化工設備質量檢測所有限公司, 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司