CN113275646A - 多功能管串内切割实验平台 - Google Patents

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    • B23D33/02—Arrangements for holding, guiding, and/or feeding work during the operation

Abstract

本发明涉及一种多功能管串内切割实验平台，由支撑架、夹持套、保护套、电机、连接装置、液压缸、底板组成。所述支撑架是将实验切割的管串支撑起实验高度。夹持套是将管串固定，防止管串移动以及减轻管串切割时的震动，保护套在切割时阻止切屑飞溅以及切割刀切割时刚度不足引起的崩刃，电机通过传送带或链条与动力装置链接提供转速与扭矩，连接装置连接转动部分与进给部分，底板用来安装支撑架、保护套和承受实验的载荷。本发明的多功能管串内切割实验平台是在井上进行井下工具切割实验，对套管、油管、钻杆进行切割，并获得实验数据。

Description

多功能管串内切割实验平台
技术领域
本发明涉及一种用于机械内切割实验的多功能管串内切割实验平台。。
背景技术
随着国内油田的开采，许多油田已经进入了中后期，会有节流器打捞不出、气举阀失效等井筒故障，因此需进行带压起管柱检修作业，但是起出管柱经常出现管柱卡钻的现象。传统的解卡方式是将管柱上提至中和点之后倒扣起出上部故障管柱，但是这种方法的作业周期很长，效率低，成本高，会严重耽误油田的生产，因此需要有新的方法来代替，使解卡问题得到有效解决，降低成本，提高效率。机械切割技术是依靠的是井上转盘转动，带动井下管内的机械切割结构旋转，对油管、套管进行切割。对于机械切割技术来说，最重要的是在完成机械切割结构的设计，同时也要检验机械切割结构的合理性。一般来说，在未完全确定机械切割结构是否有效之前，不能对老油气井进行直接的切割工作，需要在投入工作之前进行机械切割实验，所以需要发展一种科学的、满足多种工况下的多功能管串内切割实验平台。
在机械切割结构设计完成之后，不能直接用于老井的管串内切割，通常会用计算机硬件科学技术和相关的工程模拟仿真软件的研究成果去模拟机械切割实验，这种方法手段可靠便捷，可以在软件上模拟出管串内切割的实验，并对主切削力、温度等进行输出，能良好的反映出机械切割结构的可行性。但是不管如何精确的模拟软件，都必须要有真实的实验数据支撑，测出的实验数据与模拟实验数据在误差范围内是相等的才能证明模拟数据的准确性，机械切割结构的测试实验需要能够满足实验要求的实验平台才能完成，从而节约了成本，提高了可靠性。
发明内容
本发明目的是提供一种能够完成对油管、套管、钻杆切割，能够完成进给的多功能管串内切割实验平台，可以对不同规格尺寸的管串进行切割实验，满足旋转切割的同时进给、先进给再切割、切割后进给继续切割的要求，并能保护工作人员不受飞屑和刀片崩刃导致的伤害，具有良好的可靠性、安全性、稳定性，本发明的多功能管串内切割实验平台是利用液压缸和电机来完成进给量和对管串的旋转切割，能快速获得机械内切割结构的实验数据，并判定结构的稳定性、可靠性和可行性。
本发明所采用的技术方案是：
多功能管串内切割实验平台由支撑架、夹持套、保护套、电机、连接装置、液压缸、底板组成。所述的的支撑架包括管串支撑架、内切割系统支撑架、液压缸支撑架，三种支撑架通过螺栓固定在底板上；多功能管串内切割实验平台的夹持套包括管串夹持套、内切割系统夹持套、液压缸夹持套，三种夹持套通过双头螺柱分别与对应的支撑架通过螺栓联接，并将管串、内切割系统、液压缸进行夹紧固定，防止切割时震动过大或发生位移使实验失败；保护套固定在底板上，保护范围是管串切割的地方；液压缸由液压缸柱塞和法兰式液压缸缸体组成，液压缸缸体通过螺栓固定安装在液压缸支撑架以及液压缸夹持套上，通过液压系统改变液压缸的长度从而实现进给运动；连接装置由联接轴、杆轴、外轴套、角接触轴承、左端盖、右端盖组成，两个角接触球轴承背对背安装，在外轴套的右侧的内台阶上安装右角接触球轴承，联接轴右端穿过右端角接触球轴承通过过盈配合，联接轴左端穿过左端角接触球轴承，在外轴套的左侧的内台阶上安装左角接触球轴承，联接轴再穿过左端盖中间孔与内切割系统通过螺纹连接，左端盖与右端盖通过螺栓分别固定在外轴套的左右两端，杆轴左端与右端盖、杆轴右端与液压缸柱塞通过螺纹连接。
上述方案中的多功能管串内切割实验平台，为了实现对内切割系统的从低速到高速的多转速实验，需要在电机与内切割系统之间安装传送带或链条，以达到一定减速比。
上述方案中的多功能管串内切割实验平台，为了防止在对管串切割完成后，掉落的管串对内切割系统造成损坏，用夹持座把将要掉落的管串夹住，双头螺柱通过保护套上的小孔将夹持座与保护套联接固定。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的连接装置结构示意图；
图3是本发明的保护套内结构示意图；
图4是本发明的夹持座结构示意图；
图5是本发明的液压缸结构示意图；
图中：1.管串夹持套，2.管串，3.管串支撑架，4.底板，5.保护套，6.电机，7.液压缸缸体，8.液压缸支撑架，9.液压缸夹持套，10.液压缸柱塞，11.内切割系统支撑架，12.内切割系统夹持套，13.杆轴，14.右端盖，15.右角接触球轴承，16.左角接触球轴承，17.外轴套，18.左端盖，19.联接轴，20.内切割系统，21.夹持座，22.同步带，23.压力传感器，24.位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见附图1，多功能管串内切割实验平台，其特征在于：所述的多功能管串内切割实验平台由支撑架、夹持套、液压缸、保护套、连接装置、电机、底板组成。所述的的支撑架包括管串支撑架3、内切割系统支撑架11、液压缸支撑架8，三种支撑架通过螺栓固定在底板4上；
所述的多功能管串内切割实验平台的夹持套包括管串夹持套1、内切割系统夹持套12、液压缸夹持套9，三种夹持套通过双头螺柱分别与对应的支撑架通过螺栓联接，并将管串2、内切割系统22、液压缸缸体7进行夹紧固定，防止切割时震动过大或发生位移使实验失败；所述的多功能管串内切割实验平台的保护套5固定在底板4上，保护范围为切割管串2的区域；
所述的多功能管串内切割实验平台的液压缸由液压缸柱塞10和法兰式液压缸缸体7组成，液压缸缸体通过螺栓固定安装在液压缸支撑架8以及液压缸夹持套9上，通过液压系统改变液压缸的长度从而实现进给运动；
所述的多功能管串内切割实验平台的连接装置由杆轴13、右端盖14、右角接触轴承15、左角接触球轴承16、外轴套17、左端盖18、联接轴19组成，两个角接触球轴承背对背安装，在外轴套17的右侧的内台阶上安装右角接触球轴承15，联接轴19右端穿过右端角接触球轴承15进行配合，联接轴19左端穿过左角接触球轴承16，在外轴套17的左侧的内安装左角接触球轴承16，联接轴19再穿过左端盖18中间孔与内切割系统20通过螺纹连接，左端盖18与右端盖14通过螺栓分别固定在外轴套17的左右两端，杆轴13左端与右端盖、杆轴13右端与液压缸柱塞10通过螺纹连接；
所述的多功能管串内切割实验平台，为防止在对管串2切割完成后，掉落的管串2对内切割系统20造成损坏，用夹持座21把切断的管串2夹住，双头螺柱通过保护套5上的小孔将夹持座21与保护套5联接固定；
所述的多功能管串内切割实验平台，为了保证收集到足够的实验数据，在连接装置右端装有压力传感器23，以及在液压缸端部装有位移传感器24。
以上所述具体实施方式用于说明本专利而非限制本专利的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本专利的构思和原则前提下所作出的等同变化与修改，均属于本专利系统的保护范围。

Claims (5)

1.多功能管串内切割实验平台，其特征在于：所述的多功能管串内切割实验平台由支撑架、夹持套、保护套、液压缸、连接装置、电机、底板组成。所述的支撑架包括管串支撑架(3)、内切割系统支撑架(11)、液压缸支撑架(8)，三种支撑架通过螺栓固定在底板(4)上；多功能管串内切割实验平台的夹持套包括管串夹持套(1)、内切割系统夹持套(12)、液压缸夹持套(9)，三种夹持套通过双头螺柱分别与对应的支撑架通过螺栓联接，并将管串(2)、内切割系统(22)、液压缸缸体(7)进行夹紧固定，防止切割时震动过大或发生位移使实验失败；保护套(5)固定在底板(4)上，保护范围为切割管串(2)的区域；液压缸由液压缸柱塞(10)和法兰式液压缸缸体(7)组成，液压缸缸体通过螺栓固定安装在液压缸支撑架(8)以及液压缸夹持套(9)上，通过液压系统改变液压缸的长度从而实现进给运动；连接装置由杆轴(13)、右端盖(14)、右角接触轴承(15)、左角接触球轴承(16)、外轴套(17)、左端盖(18)、联接轴(19)组成，两个角接触球轴承背对背安装，在外轴套(17)的右侧的内台阶上安装右角接触球轴承(15)，联接轴(19)右端穿过右端角接触球轴承(15)进行配合，联接轴(19)左端穿过左角接触球轴承(16)，在外轴套(17)的左侧的内安装左角接触球轴承(16)，联接轴(19)再穿过左端盖(18)中间孔与内切割系统(20)通过螺纹连接，左端盖(18)与右端盖(14)通过螺栓分别固定在外轴套(17)的左右两端，杆轴(13)左端与右端盖、杆轴(13)右端与液压缸柱塞(10)通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的多功能管串内切割实验平台，其特征是：为了实现对内切割系统(20)的从低速到高速的多转速实验，需要在电机(6)与内切割系统(20)之间安装同步带(22)，以达到所需减速比。
3.根据权利要求1所述的多功能管串内切割实验平台，其特征是：为防止在对管串(2)切割完成后，掉落的管串(2)对内切割系统(20)造成损坏，用夹持座(21)把切断的管串(2)夹住，双头螺柱通过保护套(5)上的小孔将夹持座(21)与保护套(5)联接固定。
4.为保证内切割系统切割完管串(2)之后，不触碰夹持座(21)，安装内切割系统(20)使刀片更比夹持座(21)靠左。
5.为保证收集足够的实验数据，在连接装置右端装有压力传感器(23)，以及在液压缸端部装有位移传感器(24)。
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