一種管材全尺寸評價的四點彎曲試驗裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型屬于一種工程管材及其配套構件的測試裝置技術領域，具體涉及一種油套管全尺寸評價四點彎曲試驗裝置。
【背景技術】
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[0002]定向井、大斜度井、水平井及稠油熱采井等井況中，油套管可能會因受三維應力狀態而發生彎曲，定向井、水平井0°?90°造斜段的彎曲度更大，為減少因油套管在井下發生彎曲失效而導致的油氣井報廢事故，下井前都會對管材進行帶彎曲的實物評價試驗。目前采用的彎曲試驗在相關標準中有描述，很多檢測結構根據標準要求設計了試驗裝置，但由于我國在油套管材全尺寸評價試驗設備制造方面起步晚，所用的四點彎曲試驗裝置也為上個世紀90年代從國外引進的裝備，在測試精度、試驗功能等方面目前已不能完全滿足試驗要求。
[0003]中國專利局于2013年4月17日公開了公開號為CN 202886213 U的實用新型專利，其名稱為一種石油管全尺寸彎曲試驗裝置，該專利由端部固定裝置和彎曲載荷裝置組成，端部固定裝置包括端部固定座和連接端頭，連接端頭彎曲載荷裝置連接。但是該方案存在缺陷:鋼管發生彎曲變形時，承受載荷小、安全系數低，且加載數據不精確。
[0004]中國專利局于2013年9月18日公開了公開號為CN 103308397 A的發明專利，其名稱為全尺寸金屬復合管四點彎曲試驗裝置，該專利由底座、兩個載荷支撐柱、被測金屬復合管夾扣、兩個加載油缸、控制器、傳感器、應變片、應變儀構成，加載油缸的活塞端部與夾扣鉸鏈，被測金屬復合管夾扣設在載荷支撐柱上，這種結構可使鋼管彎曲角度自行變化調節，并且被測金屬復合管夾扣可相對載荷支撐柱縱向轉動，夾扣可隨管端角度變化自行調節。但是該方案存在缺陷:1、采用油缸加載，試驗過程不穩定，彎曲度實際值會隨軸向力、內壓等載荷的變化而變化；2、應變片采集系統，效率低，成本高。
[0005]所以如何準確的測試管材在彎曲作用下的實物性能，評價不同彎曲度對管材實物性能的影響，對石油工程顯得尤為重要。同時，準確測試出油套管材彎曲條件下的實物性能，對于提高油套管設計水平、使用安全及開發新型特殊螺紋接頭管材、減少油田失效事故也有重要的意義。
【實用新型內容】:
[0006]為了克服上述不足，本實用新型的目的是提供一種管材全尺寸評價的四點彎試驗裝置，滿足工程技術的需要。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:管材全尺寸評價四點彎曲試驗裝置，包括卡箍組件、測力傳感器、電動升降機、升降機安裝板、吊橋、吊耳、扣母、單耳、雙耳、拉線式位移傳感器和磁吸塊；所述卡箍組件由上夾頭、六角螺母、彈簧墊圈、平墊圈、六角螺栓、下夾頭、壓板、連接球頭和沉頭螺釘組成，上夾頭和下夾頭之間由六角螺栓連接，并且下夾頭底部有與連接球頭間隙配合的內球面，壓板將連接球頭與下夾頭通過螺栓連接在一起；所述卡箍組件通過連接球頭自帶螺紋與測力傳感器的上平面連接，測力傳感器的下平面與電動升降機連接；所述電動升降機通過升降機安裝板與吊橋通過螺栓連接；所述吊橋與吊耳連接，吊耳與雙耳和單耳連接，單耳通過自帶螺紋與扣母連接，扣母與試樣連接；所述拉線式位移傳感器底部自帶磁鐵，并通過自帶磁鐵與吊橋吸合至一起，拉線式位移傳感器的線繩端與磁吸塊連接，磁吸塊吸合至試樣上。
[0008]本實用新型具有的優點和效果:
[0009]1、提供了仿真的工況條件，可真實反映管材及其配套構件的情況，在向試樣提供彎曲變形的支撐力的同時，上夾頭和下夾頭可通過連接球頭隨試樣彎曲同步轉動，避免了對試樣施加附加載荷，試驗過程更貼近管材服役的真實狀況。
[0010]2、由電動升降機代替傳統的油缸加載形式，彎曲加載過程有效支撐載荷大、安全平穩，加載數據精確，彎曲度目標值到后電動升降機停止，彎曲度不會隨軸向力及壓力等載荷的變化而變化。
[0011]3、該試驗裝置能理想地完成高鋼級大壁厚油套管材的極限彎曲度實物評價試驗，電動升降機的絲杠較傳統油缸活塞桿能承受更大的由于試樣彎曲而帶來的側向力，結實可靠，同時省去了提供動力的液壓系統，既易維護又環保。
[0012]4、該試驗裝置將試樣和彎曲試驗裝置形成一個自平衡系統，應力不能夠傳遞到彎曲系統之外，保證了試樣在彎曲試驗時受力的均勻性，避免了將彎曲載荷傳到承力底座上，保護了設備的同時提高了設備整體精度。
【附圖說明】
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[0013]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0014]圖1為本實用新型的整體結構主視圖。
[0015]圖2為本實用新型的整體結構附視圖。
[0016]圖3為卡箍組件結構示意圖。
[0017]附圖標記說明如下:
[0018]整體結構標記說明
[0019]1.卡箍組件2.測力傳感器3.電動升降機4.升降機安裝板5.吊橋6.吊耳7.扣母8.單耳9.雙耳10.試樣11.拉線式位移傳感器12.磁吸塊
[0020]卡箍組件結構標記說明
[0021]1-1.上夾頭1-2.六角螺母1-3.彈黃塾圈1-4.平塾圈1-5.六角螺檢1-6.下夾頭1-7.壓板1-8.連接球頭1-9.沉頭螺釘
【具體實施方式】
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[0022]—種管材全尺寸評價的四點彎曲試驗裝置主要包括:卡箍組件1、測力傳感器2、電動升降機3、吊橋5、吊耳6、扣母7、單耳8、雙耳9、拉線式位移傳感器11、磁吸塊12。卡箍組件1主要包括上夾頭1-1、六角螺母1-2、六角螺栓1-5、下夾頭1-6、連接球頭1-8、壓板1-7和沉頭螺釘1-9。
[0023]所述卡箍組件1通過連接球頭1-8自帶的螺紋與測力傳感器2上平面連接，測力傳感器2下平面通過傳感器自帶的內螺紋與電動升降機3連接，電動升降機3通過螺栓與升降機安裝板4連接，升降機安裝板4與吊橋5通過螺栓連接。
[0024]所述吊橋5通過銷軸與吊耳6連接，吊耳6通過銷軸與雙耳9和單耳8連接，單耳8通過自帶螺紋與扣母7連接，扣母7由上半體7-1和下半體7-2組成，與試樣10連接，雙耳9通過自帶的螺紋可與全尺寸評價試驗機軸向加載機構連接，雙耳9也可空置，不與任何試驗機連接。
[0025]所述拉線式位移傳感器11底部自帶磁鐵，拉線式位移傳感器11通過自帶磁