CN105823629B - 一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，包括：电机、曲柄、第一转动铰、连杆、第一液压推杆、第二转动铰、连续油管、夹具、进气口、第二液压推杆、第一支架、第二支架、第三支架、横梁、连接轴；其中，曲柄、连杆、和连续油管组成曲柄摇杆机构；用于给连续油管施加拉伸载荷的第一液压推杆和第二液压推杆可绕第二转动铰旋转，并带动连续油管沿摆动轨迹来回转动；进气口用于给连续油管施加内压；启动电机，曲柄带动处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管沿摆动轨迹做往复运动，通过改变曲柄的长度可改变连续油管的弯曲程度及摆动轨迹的角度，从而实现连续油管在不同工况下的弯曲疲劳特性测试。本发明适合于石油与天然气钻采工程技术领域。

Description

一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置
技术领域：
本专利涉及石油与天然气钻采工程技术领域，具体是一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置。
背景技术
连续油管以其不同于常规钻杆、油管的材质和作业工艺与装备，有着不可替代的优势，使其在钻井、修井、完井、测井、采油等应用领域得到了飞速发展，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用，与连续油管作业工艺相关的力学问题的研究也在迅速跟进。连续油管还具有管径小、挠性好、带压欠平衡作业、作业的快速高效、成本低等显著优点和应用价值。然而，基于连续油管的工作原理(连续油管工作时，需循环的在作业机滚筒上放出和缠进、绕过鹅颈管进出井筒。)可知：连续油管在一次起下管柱过程中会经历三个往复的弯曲和拉伸过程，即三次循环次数：在滚筒上经历一个循环数，在鹅颈管上经历两个循环数，且每次循环连续油管的弯曲和拉伸都达到了塑性变形，从而导致连续油管在循环载荷((弯曲载荷和拉伸载荷))的加卸载过程中极易发生疲劳失效。此外，研究表明：内压对连续油管的弯曲疲劳寿命具有显著影响。
由于连续油管的安全性和可靠性是使用连续油管作业的首要问题，在使用连续油管之前，有必要开展全尺寸连续油管在不同内压和拉伸载荷下的弯曲疲劳性能测试及评价，真正弄清连续油管的弯曲疲劳寿命，为连续油管的现场施工设计通过重要的参考，从而避免可能发生的工程事故，最大限度地延长连续油管的使用寿命。
为此，本发明提出一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，该装置可开展全尺寸连续油管在不同内压和拉伸载荷下的弯曲疲劳性能测试，准确获取连续油管在不同工况下的弯曲疲劳寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，以解决真实井眼环境下连续油管弯曲疲劳寿命难以预测的技术难题，该装置操作简单、方便，且极易满足不同井眼环境下的真实工况。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提出了一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，主要包括：电机、曲柄、第一转动铰、连杆、第一液压推杆、第二转动铰、连续油管、夹具、进气口、第二液压推杆、第一支架、第二支架、第三支架、横梁、连接轴，其中，曲柄连接在电机上，连杆通过第一转动铰和连接轴分别与曲柄和连续油管相连，连续油管通过夹具、第一液压推杆、第二液压推杆和横梁固定在第三支架上，用于给连续油管施加拉伸载荷的第一液压推杆和第二液压推杆通过第二转动铰连接在第一支架和第二支架上，第一液压推杆和第二液压推杆可绕第二转动铰旋转，并带动连续油管沿摆动轨迹来回转动，第一支架、第二支架、第三支架可上下滑动，便于安装固定连续油管，进气口用于给连续油管施加内压；曲柄、连杆和连续油管组成曲柄摇杆机构，启动电机，曲柄带动处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管沿摆动轨迹做往复运动，其中曲柄沿整转轨迹运动一周，连续油管沿摆动轨迹往复运动一次；通过改变曲柄的长度可改变连续油管的弯曲程度及摆动轨迹的角度θ，从而实现处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管在不同弯曲程度下的疲劳特性测试。
本发明的优点：利用该装置可开展处于内压和拉伸载荷作用下的全尺寸连续油管在不同弯曲程度下的疲劳特性测试，准确获取处于不同内压和拉伸载荷作用下连续油管的弯曲疲劳寿命，弄清内压、拉伸载荷、弯曲程度对连续油管疲劳寿命的影响规律，为连续油管作业的现场施工设计提供重要的实验依据。
附图说明
图1是本发明装置结构之示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进行详细的描述。
参见附图，本发明提出了一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，主要包括：电机1、曲柄2、第一转动铰3、连杆4、第一液压推杆5、连续油管6、夹具7、进气口8、第二转动铰9、第二液压推杆10、第一支架11、第二支架12、第三支架13、横梁14、连接轴15，其中，曲柄2连接在电机1上，连杆4通过第一转动铰3和连接轴15分别与曲柄2和连续油管6相连，连续油管6通过夹具7、第一液压推杆5、第二液压推杆10和横梁14固定在第三支架13上，用于给连续油管6施加拉伸载荷的第一液压推杆5和第二液压推杆10通过第二转动铰9连接在第一支架11和第二支架12上，第一液压推杆5和第二液压推杆10可绕第二转动铰9旋转，并带动连续油管6沿摆动轨迹16来回转动，第一支架11、第二支架12、第三支架13可上下滑动，便于安装固定连续油管6，进气口8用于给连续油管6施加内压；曲柄2、连杆4和连续油管6组成曲柄摇杆机构，启动电机1，曲柄2带动处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管6沿摆动轨迹16做往复运动，其中曲柄2沿整转轨迹17运动一周，连续油管6将沿摆动轨迹16往复运动一次；通过改变曲柄2的长度可改变连续油管6的弯曲程度及摆动轨迹16的角度θ，从而实现处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管6在不同弯曲程度下的疲劳特性测试。
实施实例，基于本发明提出的一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，主要采用以下测试步骤：
(1)通过夹具7、第一液压推杆5、第二液压推杆10和横梁14将连续油管6固定在第三支架13上；
(2)采用第一液压推杆5、第二液压推杆10和横梁14给连续油管6施加一定拉伸载荷；
(3)通过进气口8给连续油管6施加一定内压；
(4)启动电机，让曲柄2带动连续油管6沿摆动轨迹16做往复运动，并记录连续油管6往复运动的次数，直到连续油管6表面出现微裂纹为止(判断连续油管6发生弯曲疲劳失效的准则)，停止电机，从而得到连续油管6的疲劳寿命；
(5)改变摆动轨迹16的角度、连续油管6受到的内压及拉伸载荷，重复上述步骤，可得到连续油管6在不同工况下的弯曲疲劳寿命。

Claims (1)

1.一种连续油管弯曲疲劳寿命的测试装置，其特征在于该装置包括：电机(1)、第一转动铰(3)、第一液压推杆(5)、连续油管(6)、夹具(7)、进气口(8)、第二转动铰(9)、第二液压推杆(10)、第一支架(11)、第二支架(12)、第三支架(13)、横梁(14)、连接轴(15)；其中，电机(1)用于连接曲柄(2)，连杆(4)通过第一转动铰(3)和连接轴(15)分别与曲柄(2)和连续油管(6)相连，连续油管(6)通过夹具(7)、第一液压推杆(5)、第二液压推杆(10)和横梁(14)固定在第三支架(13)上；用于给连续油管(6)施加拉伸载荷的第一液压推杆(5)和第二液压推杆(10)通过第二转动铰(9)连接在第一支架(11)和第二支架(12) 上，第一液压推杆(5)和第二液压推杆(10)可绕第二转动铰(9)旋转，并带动连续油管(6)沿摆动轨迹(16)来回转动；第一支架(11)、第二支架(12)、第三支架(13)可上下滑动，便于安装固定连续油管(6)，进气口(8)用于给连续油管(6)施加内压；曲柄(2)、连杆(4)和连续油管(6)组成曲柄摇杆机构，启动电机(1)，曲柄(2) 带动处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管(6)沿摆动轨迹(16)做往复运动，其中曲柄(2)沿整转轨迹(17)运动一周，连续油管(6)将沿摆动轨迹(16)往复运动一次；通过改变曲柄(2)的长度可改变连续油管(6)的弯曲程度及摆动轨迹(16)的角度，从而实现处于内压和拉伸载荷作用下的连续油管(6)在不同弯曲程度下的疲劳特性测试。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108645694B (zh) * 2018-04-30 2020-11-03 张永炬 柔性基底薄膜梯度变形的力学性能原位测试辅助装置
CN108535111A (zh) * 2018-06-11 2018-09-14 长江大学 一种连续管承载能力实验机
CN110617955B (zh) * 2019-10-18 2021-08-24 江苏理工学院 一种血管支架疲劳性能体外测试装置
CN110617954B (zh) * 2019-10-18 2021-04-13 江苏理工学院 一种血管支架疲劳性能体外弯曲测试装置
CN111595704B (zh) * 2020-05-22 2022-06-03 中国石油天然气集团有限公司 一种连续油管疲劳寿命预测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321596B1 (en) * 1999-04-21 2001-11-27 Ctes L.C. System and method for measuring and controlling rotation of coiled tubing
CN201060097Y (zh) * 2007-06-20 2008-05-14 中国石油天然气集团公司 一种连续管多轴复合载荷低周疲劳试验装置
CN201096685Y (zh) * 2007-11-15 2008-08-06 中国石油天然气集团公司 一种连续管疲劳试验夹持装置
CN201159712Y (zh) * 2008-01-18 2008-12-03 宝鸡石油钢管有限责任公司 半自动连续油管疲劳试验机
CN201600260U (zh) * 2010-01-08 2010-10-06 沈阳仪表科学研究院 摇摆管疲劳试验装置
CN205067072U (zh) * 2015-10-23 2016-03-02 中国海洋大学 海洋柔性立管防弯器疲劳试验机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA201490008A1 (ru) * 2011-06-13 2014-05-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Устройство и способ контроля срока эксплуатации гибких труб

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321596B1 (en) * 1999-04-21 2001-11-27 Ctes L.C. System and method for measuring and controlling rotation of coiled tubing
CN201060097Y (zh) * 2007-06-20 2008-05-14 中国石油天然气集团公司 一种连续管多轴复合载荷低周疲劳试验装置
CN201096685Y (zh) * 2007-11-15 2008-08-06 中国石油天然气集团公司 一种连续管疲劳试验夹持装置
CN201159712Y (zh) * 2008-01-18 2008-12-03 宝鸡石油钢管有限责任公司 半自动连续油管疲劳试验机
CN201600260U (zh) * 2010-01-08 2010-10-06 沈阳仪表科学研究院 摇摆管疲劳试验装置
CN205067072U (zh) * 2015-10-23 2016-03-02 中国海洋大学 海洋柔性立管防弯器疲劳试验机

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"连续油管疲劳试验机设计与疲劳寿命试验";毕宗岳 等;《理化检验（物理分册）》;20120208;第48卷(第02期);79-82 *
"连续管在内压和循环弯曲作用下的试验研究";李磊 等;《石油机械》;20110110;第39卷(第1期);5-7+12 *
"连续管疲劳试验装置研制和实物试验研究";宋生印 等;《科技导报》;20080728(第14期);66-71 *

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