CN107345881A - 可膨胀波纹管膨胀试验系统 - Google Patents

可膨胀波纹管膨胀试验系统 Download PDF

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黄玉文
翁炜
张德龙
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    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
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Abstract

一种可膨胀波纹管膨胀试验系统，包括：数控组件，数控组件包括有计算机、数据采集仪以及测控仪，通过数据采集仪连接有应力传感器、应变传感器以及压力传感器；液体加压组件，液体加压组件包括有水箱，于水箱上设置有高压管路以及泄流管路；固定夹具。本发明可以实现测试用可膨胀波纹管的膨胀试验，并且具有自动采集试验数据的功能。通过计算机直接控制系统的启动和停止，可通过数据采集仪自动采集试验数据，通过计算机可对试验数据进行存储和处理，其自动化程度较高。浮动夹持机构对测试用可膨胀波纹管具有辅助支撑的作用，这样本发明不会对测试用可膨胀波纹管的轴向和径向变形产生限制，可有效确保试验数据的可信度。

Description

可膨胀波纹管膨胀试验系统
技术领域
本发明涉及管路测试设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种可膨胀波纹管膨胀试验系统。
背景技术
波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。
波纹管可分为金属波纹管、膨胀波纹管、波纹换热管等，其中，可膨胀波纹管主要用于石油、地质、水文水井等钻探工程施工，应用可膨胀波纹管可高效、快速的处理井壁坍塌、恶性漏失、套管损坏等复杂井下事故。
可膨胀波纹管在研制过程中需要对可膨胀波纹管的力学性能进行试验和分析，以掌握可膨胀波纹管的力学性能，从而指导施工方案设计和施工作业。
然而，现有技术中却没有一款专门针对可膨胀波纹管力学性能进行试验的试验设备，从而导致可膨胀波纹管的试验分析还是一片空白。
发明内容
(一)技术问题
综上所述，如何提供一种能够对可膨胀波纹管进行力学性能试验的膨胀试验系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
(二)技术方案
本发明提供了一种可膨胀波纹管膨胀试验系统，用于对测试用可膨胀波纹管进行膨胀试验，从而获取测试用可膨胀波纹管的膨胀压力、抗内压强度、可膨胀性的力学性能。
在本发明中，该可膨胀波纹管膨胀试验系统包括：
数控组件，所述数控组件包括有计算机、与所述计算机信号连接的数据采集仪以及与所述计算机通信连接的测控仪，通过所述数据采集仪连接有用于获取测试用可膨胀波纹管力学测试信号的应力传感器、应变传感器以及压力传感器；
液体加压组件，所述液体加压组件包括有水箱，于所述水箱上设置有用于与测试用可膨胀波纹管对接的高压管路以及泄流管路，于所述高压管路上设置有高压泵，于所述泄流管路上设置有泄流阀，所述高压管路以及所述泄流管路与测试用可膨胀波纹管对接后与所述水箱形成有测试液体回流系统；
固定夹具，所述固定夹具包括有底座，于所述底座上设置有用于固定测试用可膨胀波纹管的固定夹持机构。
优选地，于所述高压管路上设置有流量传感器，所述流量传感器与所述数据采集仪信号连接。
优选地，于所述底座上还设置有浮动夹持机构，所述固定夹持机构与所述浮动夹持机构沿直线排列设置。
优选地，所述浮动夹持机构设置有多个，所述浮动夹持机构之间间隔设置。
优选地，于所述高压管路上设置有溢流阀，所述溢流阀包括有溢流出口，于所述溢流出口上设置有泄压管路，所述泄压管路的一端与所述溢流阀连接，所述泄压管路的另一端与所述水箱连接。
优选地，所述溢流阀设置于所述高压泵与所述流量传感器之间。
优选地，所述测控仪与所述高压泵以及所述流量传感器信号连接；所述计算机通过所述测控仪与所述高压泵以及所述流量传感器控制连接。
(三)有益效果
通过上述结构设计，本发明可以实现测试用可膨胀波纹管的膨胀试验，并且具有自动采集试验数据的功能。在本发明中，通过计算机可直接控制高压泵的启动和停止，无需手动操作，其使用方便。另外，本发明可通过计算机直接控制系统的启动和停止，可通过数据采集仪自动采集试验数据，通过计算机可对试验数据进行存储和处理，其自动化程度较高。计算机通过测控仪对溢流阀设定系统最高压力，这样能够防止系统部件损坏，避免发生危险。固定夹持机构夹紧固定测试用可膨胀波纹管，浮动夹持机构对测试用可膨胀波纹管具有辅助支撑的作用，这样本发明不会对测试用可膨胀波纹管的轴向和径向变形产生限制，可有效确保试验数据的可信度。
附图说明
图1为本发明实施例中可膨胀波纹管膨胀试验系统的结构示意图；
在图1中，部件名称与附图编号的对应关系为：
计算机1、数据采集仪2、测控仪3、应力传感器4、应变传感器5、
压力传感器6、水箱7、高压管路8、泄流管路9、高压泵10、
泄流阀11、底座12、固定夹持机构13、流量传感器14、
浮动夹持机构15、溢流阀16、泄压管路17。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1，图1为本发明实施例中可膨胀波纹管膨胀试验系统的结构示意图。
本发明提供了一种可膨胀波纹管膨胀试验系统，用于对可膨胀波纹管进行膨胀试验，从而获取可膨胀波纹管的膨胀压力、抗内压强度、可膨胀性等力学性能。
在本发明中，该试验系统包括：
1、数控组件，数控组件包括有计算机1、与计算机1信号连接的数据采集仪2以及与计算机1通信连接的测控仪3。计算机1与数据采集仪2以及测控仪3之间通过数据线实现通信连接，这样，由数据采集仪2获取的试验数据就能够通过数据线发送给计算机1，并由计算机1进行试验数据的分析与记录。计算机1还能够根据上述的试验数据自动形成报表。通过数据采集仪2连接有用于获取可膨胀波纹管力学测试信号的应力传感器4、应变传感器5以及压力传感器6，应力传感器4、应变传感器5以及压力传感器6用于设置到测试用可膨胀波纹管上，这样通过应力传感器4、应变传感器5以及压力传感器6就能够对测试用可膨胀波纹管在加压后的应力变化、形变以及压力信号进行采集。
2、液体加压组件，液体加压组件包括有水箱7，于水箱7上设置有用于与测试用可膨胀波纹管对接的高压管路8以及泄流管路9，于高压管路8上设置有高压泵10，于泄流管路9上设置有泄流阀11，高压管路8以及泄流管路9与测试用可膨胀波纹管对接后与水箱7形成有测试液体回流系统。
为了实现定压测试以及系统保护，本发明于高压管路8上设置有溢流阀16，溢流阀16包括有溢流出口，于溢流出口上设置有泄压管路17，泄压管路17的一端与溢流阀16连接，泄压管路17的另一端与水箱7连接。
具体地，溢流阀16设置于高压泵10与流量传感器14之间。
基于上述结构设计，测控仪3与高压泵10以及流量传感器14信号连接，计算机1通过测控仪3与高压泵10以及流量传感器14控制连接。
3、固定夹具，固定夹具包括有底座12，于底座12上设置有用于固定测试用可膨胀波纹管的固定夹持机构13。
为了提高测试用可膨胀波纹管夹持的稳定性，本发明于底座12上还设置有浮动夹持机构15，固定夹持机构13与浮动夹持机构15沿直线排列设置。
在本发明的一个实施方式中，浮动夹持机构15设置有两个(也可以设置多个)，浮动夹持机构15之间间隔设置。
于高压管路8上设置有流量传感器14，流量传感器14与数据采集仪2信号连接。
本发明提供的一种可膨胀波纹管膨胀试验系统，可以对测试用可膨胀波纹管进行膨胀试验，从而获得测试用可膨胀波纹管的膨胀压力、抗内压强度、可膨胀性等力学性能。
本发明的具体工作原理如下：
(1)将测试用可膨胀波纹管安装在固定夹持机构和浮动夹持机构上，用固定夹持机构13加紧固定可膨胀波纹管，浮动夹持机构起支撑作用；
(2)将高压管路8与测试用可膨胀波纹管的一端连接，将泄流管路9与测试用可膨胀波纹管的另一端连接；
(3)通过计算机1控制测控仪3启动高压泵10，高压泵10将高压流体注入测试用可膨胀波纹管内，逐渐加压使测试用可膨胀波纹管膨胀变形；
(4)数据采集仪2通过安装在测试用可膨胀波纹管上的应力传感器4、应变传感器5、压力传感器6分别采集测试用可膨胀波纹管上的应力、应变、压力数据，通过安装在高压管路8上的流量传感器14采集流量数据，数据采集仪2将采集到的数据传送到计算机1，计算机1存储数据并绘制数据变化曲线；
(5)不同规格的测试用可膨胀波纹管在膨胀的过程中需要的膨胀压力不同，为防止压力过大损坏试验系统中的各部件发生危险，通过计算机1控制测控仪3为溢流阀16设定最高压力值。当整个系统压力达到设定的值时，溢流阀16自动溢流，使整个系统的压力始终维持在设定的压力值；
(6)测试用可膨胀波纹管膨胀完成后，通过计算机1控制测控仪3关闭高压泵10，试验结束。试验结束后打开泄流阀11，试验系统中的流体通过泄流管路9排回水箱7中。
通过上述结构设计，本发明的有益效果如下：
(1)本发明可以实现测试用可膨胀波纹管的膨胀试验，并且具有自动采集试验数据的功能。
(2)本发明使用安全性较高，通过计算机1可直接控制高压泵10的后动和停止，无需手动操作。
(3)在本发明中，计算机1通过测控仪3对溢流阀16设定系统最高压力，这样能够防止系统部件损坏，避免发生危险。
(4)本发明自动化程度高，可通过计算机1直接控制系统的启动和停止，可通过数据采集仪2自动采集试验数据，通过计算机1可对试验数据进行存储和处理。
(5)固定夹持机构夹紧固定测试用可膨胀波纹管，浮动夹持机构对测试用可膨胀波纹管具有辅助支撑的作用，这样本发明不会对测试用可膨胀波纹管的轴向和径向变形产生限制，可有效确保试验数据的可信度。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种可膨胀波纹管膨胀试验系统，用于对测试用可膨胀波纹管进行膨胀试验，从而获取测试用可膨胀波纹管的膨胀压力、抗内压强度、可膨胀性的力学性能，其特征在于，包括：
数控组件，所述数控组件包括有计算机(1)、与所述计算机信号连接的数据采集仪(2)以及与所述计算机通信连接的测控仪(3)，通过所述数据采集仪连接有用于获取测试用可膨胀波纹管力学测试信号的应力传感器(4)、应变传感器(5)以及压力传感器(6)；
液体加压组件，所述液体加压组件包括有水箱(7)，于所述水箱上设置有用于与测试用可膨胀波纹管对接的高压管路(8)以及泄流管路(9)，于所述高压管路上设置有高压泵(10)，于所述泄流管路上设置有泄流阀(11)，所述高压管路以及所述泄流管路与测试用可膨胀波纹管对接后与所述水箱形成有测试液体回流系统；
固定夹具，所述固定夹具包括有底座(12)，于所述底座上设置有用于固定测试用可膨胀波纹管的固定夹持机构(13)。
2.根据权利要求1所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
于所述高压管路上设置有流量传感器(14)，所述流量传感器与所述数据采集仪信号连接。
3.根据权利要求2所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
于所述底座上还设置有浮动夹持机构(15)，所述固定夹持机构与所述浮动夹持机构沿直线排列设置。
4.根据权利要求3所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
所述浮动夹持机构设置有多个，所述浮动夹持机构之间间隔设置。
5.根据权利要求2至4任一项所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
于所述高压管路上设置有溢流阀(16)，所述溢流阀包括有溢流出口，于所述溢流出口上设置有泄压管路(17)，所述泄压管路的一端与所述溢流阀连接，所述泄压管路的另一端与所述水箱连接。
6.根据权利要求5所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
所述溢流阀设置于所述高压泵与所述流量传感器之间。
7.根据权利要求6所述的可膨胀波纹管膨胀试验系统，其特征在于，
所述测控仪与所述高压泵以及所述流量传感器信号连接；
所述计算机通过所述测控仪与所述高压泵以及所述流量传感器控制连接。
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