CN202256048U

CN202256048U - 油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置

Info

Publication number: CN202256048U
Application number: CN2011203728879U
Authority: CN
Inventors: 王鹏; 胡美娟; 宋生印; 韩新利; 申昭熙; 李磊; 冯春; 李东风
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置包括：蚀刻处理后的油套管、复合载荷试验机、若干摄影探头及处理器；所述油套管设置于所述复合载荷试验机，所述若干摄影探头设置在所述油套管前后左右位置，所述处理器与所述若干摄影探头连接。本实用新型提供的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置用于油井管全尺寸复合加载试验的应变和弯矩检测，在保证测量精度不低于应变片法的前提下，使测量过程更加便捷。

Description

油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，特别涉及一种油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置。

背景技术

油井管的安全可靠性、使用寿命和经济性与石油天然气工业关系极其重大，表现为：油井管用量大、花费高，油气田勘探开发过程中日益苛刻的服役工况对其质量、性能要求愈来愈高。油井管螺纹连接的失效模式复杂，且失效载荷通常比管体小，优良的接头设计和质量应保证一定可靠度的余量。因此，按照国际通行标准，油井管螺纹连接性能需要进行包括内压、外压、轴向拉伸和压缩、弯曲、扭转等复合载荷全尺寸试验的确认。复合载荷试验施加弯曲时，必须准确获得实时弯矩，目前通常采用应变片法测量应变数值变化。为保证精度，一个管体上至少应粘贴四个双向应变片，并在同一截面上呈玫瑰状布置，粘贴的轴向位置和周向间距也有一定要求。应变片粘贴费时费力，且对操作者的要求较高。施加三点弯曲时，还要将测得的应变数据按照从外载荷作用点到接箍中心的距离与外载荷作用点到应变片中心距离的比值进行修正后得到接箍弯矩值，转换过程繁琐且不可避免会产生新的误差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种保证测量精度不低于应变片法的前提下，使测量过程更加便捷的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其包括：蚀刻处理后的油套管、复合载荷试验机、若干摄影探头及处理器；所述油套管设置于所述复合载荷试验机，所述若干摄影探头设置在所述油套管前后左右位置，所述处理器与所述若干摄影探头连接。

进一步地，所述处理器包括：数据传输线、数据采集卡和工控机；

所述工控机通过所述数据传输线、数据采集卡与所述若干摄影探头连接。

进一步地，该装置还包括：与油套管连接的圆点蚀刻装置；所述圆点蚀刻装置包括裹敷于待试验的油井管管体的蚀刻模板、浸润腐蚀液的载体薄膜；所述蚀刻模板裹敷于所述油井管管体和接箍；所述载体薄膜裹敷于蚀刻模板。

进一步地，所述摄影探头是高分辨率图像传感器。

进一步地，所述摄影探头的个数为12个。

进一步地，所述油套管前后左右位置各设置3个所述摄影探头。

本实用新型提供的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置用于油井管全尺寸复合加载试验的应变和弯矩检测，在保证测量精度不低于应变片法的前提下，使测量过程更加便捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的圆点蚀刻装置的示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其包括蚀刻处理后的油套管1、复合载荷试验机3、若干摄影探头2及处理器4。油套管1设置于复合载荷试验机3。若干摄影探头2设置在油套管1周围前后左右4个象限的位置。处理器4与若干摄影探头2连接。处理器包括：数据传输线、数据采集卡和工控机。工控机通过数据传输线、数据采集卡与若干摄影探头2连接。将蚀刻处理后的油套管1试样安装于复合载荷试验机3，做好复合加载试验准备后，若干摄影探头2从不同角度拍摄试样表面圆点阵列。工控机通过数据传输线、数据采集卡采集摄影探头2所探测的信息。摄影探头2采用高分辨率图像传感器，获取的图像数据可靠；体积小，易于安装固定。工控机上设置有数据分析软件。该数据分析软件基于摄影测量计算方法和计算机图形学处理算法进行开发，可实现数据分析和可视化处理功能。

油套管1可通过图2所示的圆点蚀刻装置进行蚀刻。圆点蚀刻装置包括裹敷于待试验的油井管1管体和接箍的蚀刻模板5、浸润腐蚀液的载体薄膜6。蚀刻模板5裹敷于油井管管体1，载体薄膜6裹敷于蚀刻模板5。进行圆点蚀刻时，先将耐蚀的蚀刻模板5裹敷于待试验的管体或接箍的表面，再将浸润腐蚀液的载体薄膜裹敷于蚀刻模板上，随后通电保持一定时间。除圆形镂空处外，耐蚀的蚀刻模板5阻碍了腐蚀的发生，即在管体或接箍表面蚀刻出圆点整列，该印记清晰且不易擦除。蚀刻模板5根据试验需要可采用不同的圆点尺寸和密度，并可循环使用。

本实用新型实施例提供的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置设计科学，结构简单，其基本原理是：在管体或接箍表面蚀刻出不易擦除的圆点阵列，通过高分辨率摄影探头从不同角度进行拍照，利用摄影测量计算方法，定义出每个圆点的位置。随着管体发生变形，获得圆点尺寸和间隔距离变化，从而计算出管体的应变分布。其主要特征在于：

测量结果准确：利用已发展成熟的摄影测量方法，通过不同角度摄影得到的圆点尺寸和空间位置变化，可准确计算得到应变数据，避免人为操作误差；

数据后处理易于程序实现：通过对圆点阵列大量空间坐标数据的分析计算，可用插值等非常直接的程序方式对应变数据进行可视化显示等后处理，实验过程中可实时观测场量动态云图；

测量过程便捷：包括圆点蚀刻、实时测量和数据处理在内的整个测量过程都可以通过设备和软件以程序化和自动化的方式实现，对操作者技能要求不高。

本实用新型实施例提供的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，经预制油井管标准变形试样校准后，装配于复合加载试验机即可进行油井管在复合载荷下的应变测量。结合复合载荷试验机的试验能力，可以进行各种钢级、规格的油套管试样的拉压、弯曲、内压等复合载荷的循环试验，能够精确的获得管体和接箍的实时应变和弯矩。测量数据可以随时观测，亦可为后续分析研究提供数据支持。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于，包括：

蚀刻处理后的油套管、复合载荷试验机、若干摄影探头及处理器；

所述油套管设置于所述复合载荷试验机，所述若干摄影探头设置在所述油套管前后左右位置，所述处理器与所述若干摄影探头连接。

2.根据权利要求1所述的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于，所述处理器包括：

数据传输线、数据采集卡和工控机；

3.根据权利要求1所述的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于，还包括：

与油套管连接的圆点蚀刻装置；

所述圆点蚀刻装置包括裹敷于待试验的油井管管体和接箍的蚀刻模板、浸润腐蚀液的载体薄膜；

所述蚀刻模板裹敷于所述油井管管体和接箍；所述载体薄膜裹敷于蚀刻模板。

4.根据权利要求1所述的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于：

所述摄影探头是高分辨率图像传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于：

所述摄影探头的个数为12个。

6.根据权利要求5所述的油井管全尺寸复合加载试验应变测量装置，其特征在于：

所述油套管前后左右位置各设置3个所述摄影探头。