CN207616450U - 一种抽油杆疲劳试验专用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抽油杆疲劳试验专用夹具，包括两个相对设置的夹持件，每个所述夹持件进一步包括转接头、安装帽和锥形接头。本实用新型中所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，通过设置由转接头、安装帽、锥形接头组成的夹持件，避免了由液压钳直接夹持抽油杆所造成的表面损伤对测试结果的影响。此外，本实用新型通过设置安装帽与锥形接头间的锥面配合，可保证抽油杆试样在拉伸载荷下自动对中，提高试样的装夹精度。

Description

一种抽油杆疲劳试验专用夹具

技术领域

本实用新型涉及疲劳试验测试领域，具体涉及一种抽油杆类杆体材料疲劳试验专用夹具。

背景技术

随着我国多数油田转入中后期开采，油井数量不断增多，抽油杆的需求量也在不断增长。此外，不少油井需要加大泵径和泵挂深度进行开采，因而对抽油杆的强度要求也在不断提高。抽油杆在工作过程中长期承受交变载荷，容易发生疲劳失效，因此针对抽油杆的疲劳性能测试至关重要。在高强度抽油杆的设计过程中，建立抽油杆疲劳性能测试方法，进而提高抽油杆现场应用效果，也是一个迫切需要解决的问题。

对于抽油杆的疲劳性能测试方法，行业标准《SY/T 5029抽油杆》中提供了抽油杆疲劳试验的参数，规定可采用抽油杆短杆或截断的长杆进行疲劳性能测试。现有技术中，同行是采用电液伺服疲劳试验机对抽油杆试样的疲劳性能进行测试。电液伺服疲劳试验机一般是采用液压钳直接固定试样，但这种固定方式存在的问题在于，如果采用液压钳直接夹持抽油杆短杆两端的螺纹或是截断长杆的杆体，很容易夹伤抽油杆表面，试验过程中夹伤面在疲劳载荷的作用下会出现应力集中，并导致疲劳裂纹在夹伤位置处萌生、扩展直至断裂，因而测试结果并不能真实反应抽油杆的疲劳性能。鉴于此，有必要设计一种适用于抽油杆试样的疲劳试验专用夹具，消除液压钳夹伤试样表面的隐患，提高测试精度。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有技术中的电液伺服疲劳试验机直接用液压钳夹持抽油杆两端容易导致抽油杆表面夹伤，从而影响疲劳性能实验结果的技术问题，进而提供一种适用于抽油杆试样的疲劳试验专用夹具。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种抽油杆疲劳试验专用夹具，包括两个相对设置的夹持件，每个所述夹持件包括：转接头，所述转接头的一端与疲劳试验机的液压钳连接设置，所述转接头的另一端设置有外螺纹；安装帽，在位于所述安装帽一端的端面上设置有连接腔，所述连接腔的内壁面上设置有内螺纹，所述安装帽通过所述内螺纹与所述转接头的外螺纹连接；在所述安装帽的另一端的端面上设置有安装腔，在所述安装腔的内壁面上设置有第一环形锥面，所述第一环形锥面沿远离所述连接腔的方向逐渐收缩；锥形接头，安装在所述安装腔内，在所述锥形接头的外壁面上设置有第二环形锥面，所述第二环形锥面的锥度与所述第一环形锥面的锥度相同；在所述锥形接头的内壁面上设置有内螺纹；两个所述夹持件的安装腔相对设置，两个所述夹持件的转接头、安装帽和锥形接头均同轴设置；两个所述夹持件的锥形接头的内螺纹分别适宜于与抽油杆两端的端部外螺纹连接。

在所述安装腔的底部设置有安装垫块。

所述连接腔与所述安装腔连通设置，所述连接腔的直径大于所述安装腔的最大直径；所述安装垫块的一端与所述转接头相抵触，所述安装垫块的另一端与所述锥形接头相抵触。

所述第二环形锥面设置在所述锥形接头远离所述连接腔的一端的外壁面上。

所述安装腔的内壁面由第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面组成，所述第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面在沿远离所述连接腔的方向上依次连接。

所述第一环形锥面和第二环形锥面与所述夹持件的轴向方向的夹角为25-30°。

所述锥形接头的内壁面上的内螺纹布满所述锥形接头靠近所述连接腔的一端的内壁面设置。

所述抽油杆的端部外螺纹在沿所述夹持件的轴向方向上的长度大于所述锥形接头的内螺纹的长度。

本实用新型所述的抽油杆疲劳试验专用夹具的有益效果在于：

本实用新型中所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，通过设置由转接头、安装帽、锥形接头组成的夹持件，避免了由液压钳直接夹持抽油杆所造成的表面损伤对测试结果的影响。此外，本实用新型通过设置安装帽与锥形接头间的锥面配合，可保证抽油杆试样在拉伸载荷下自动对中，提高试样的装夹精度。

为了使本实用新型所述的抽油杆疲劳试验专用夹具的技术方案更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图对本实用新型中的技术方案进行进一步的描述。

附图说明

如图1所示是本实用新型所述的抽油杆疲劳试验专用夹具的结构示意图；

其中，附图标记为：

1-抽油杆；11-抽油杆杆头；12-抽油杆杆体；2-锥形接头；3-安装帽；4-安装垫块；5-转接头。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本实用新型提供了一种抽油杆疲劳试验专用夹具，如图1所示，包括两个相对设置的夹持件，每个所述夹持件包括：

转接头5，所述转接头5的一端与疲劳试验机的液压钳连接设置，所述转接头5的另一端设置有外螺纹，所述转接头5为圆柱形件；

安装帽3，在位于所述安装帽3一端的端面上设置有连接腔，所述连接腔的内壁面上设置有内螺纹，所述安装帽3通过所述内螺纹与所述转接头5的外螺纹连接；在所述安装帽3的另一端的端面上设置有安装腔，在所述安装腔的内壁面上设置有第一环形锥面，所述第一环形锥面沿远离所述连接腔的方向逐渐收缩；作为优选的实施方式，所述安装腔的内壁面由第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面组成，所述第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面在沿远离所述连接腔的方向上依次连接。作为优选的实施方式，本实施方式在所述安装腔的底部设置有安装垫块4。本实施方式中，所述连接腔的直径大于所述安装腔的最大直径；且设置所述连接腔与所述安装腔相连通。

锥形接头2，安装在所述安装腔内，在与所述第一环形锥面相对应的所述锥形接头2的外壁面上设置有第二环形锥面，所述第二环形锥面的锥度与所述第一环形锥面的锥度相同，所述第二环形锥面同样沿远离所述连接腔的方向逐渐收缩。作为可选择的实施方式，所述第一环形锥面和第二环形锥面与所述夹持件的轴向方向的夹角适宜设置为25-30°，作为优选的实施方式，所述夹角设置为25°。在所述锥形接头2的内壁面上设置有内螺纹，两个所述夹持件的锥形接头2的内螺纹分别适宜于与抽油杆1两端的端部外螺纹连接，即一个夹持件的锥形接头2的内螺纹与所述抽油杆杆头11一端的端部外螺纹连接，另一个夹持件的锥形接头2的内螺纹与所述抽油杆杆体12一端的端部外螺纹连接。本实施方式中，所述安装垫块4的一端与所述转接头5相抵触，所述安装垫块4的另一端与所述锥形接头2相抵触。所述锥形接头2的内壁面上的内螺纹布满所述锥形接头2靠近所述连接腔的一端的内壁面设置，从而使得抽油杆1的端部可通过螺纹旋转穿过所述锥形接头2，最终与所述安装垫块4相抵触。同样作为优选，所述抽油杆1的端部外螺纹在沿所述夹持件的轴向方向上的长度优选大于所述锥形接头2的内螺纹的长度

同样作为优选的实施方式，所述第二环形锥面设置在所述锥形接头2远离所述连接腔的一端的外壁面上，所述锥形接头2的外壁面由所述第二环形锥面与和所述第二环形锥面连接的圆柱面组成。为了实现抽油杆1的安装，可以理解的是，所述安装腔的第二圆柱面的直径大于所述锥形接头2的内壁面的直径。本实施方式中，所述第二环形锥面的最大直径比与所述第一环形锥面的最大直径小1-2mm，所述第二环形锥面的最小直径与所述第一环形锥面的最小直径相同。但作为可选择的实施方式，只要所述第二环形锥面的最大直径大于所述所述第一环形锥面的最小直径，均可实现第一环形锥面和第二环形锥面在拉伸过程中的贴合抵触，从而起到对中的作用。作为优选的实施方式，所述第二环形锥面的最大直径应大于所述第一环形锥面的最大直径与最小直径的中间值，所述第二环形锥面的最小直径优选等于所述第一环形锥面的最小直径。

本实施方式中所述两个所述夹持件的安装腔相对设置，两个所述夹持件的转接头5、安装帽3和锥形接头2均同轴设置。

本实施方式中所述抽油杆1疲劳试验专用夹具的使用方法为：将两个所述夹持件的锥形接头2分别通过其内螺纹与抽油杆1两端的端部外螺纹连接，即将夹持件安装在所述抽油杆1的两端，将两个所述夹持件分别通过转换头安装在液压伺服疲劳试验机的液压钳上；在将锥形接头2与抽油杆1连接的过程中，抽油杆1的端部螺纹长度大于所述锥形接头2的内壁面的长度，在旋转过程中，抽油杆1最终会抵触所述安装垫块4，进而反向向所述锥形接头2施加作用力，从而使得锥形接头2与安装帽3之间形成紧密配合。

完成安装后，启动所述液压伺服疲劳试验机，液压钳向抽油杆1的两端进行拉伸。在安装过程中，因锥形接头2与安装帽3间不可避免地存在间隙，可能会导致锥形接头2与安装帽3不对中，通过拉伸所述夹持件，所述锥形接的头第二环形锥面与所述安装腔上的第一环形锥面会发生微小的滑动并最终贴合，从而实现锥形接头2与安装帽3的对中调节。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，包括两个相对设置的夹持件，每个所述夹持件包括：

转接头，所述转接头的一端与疲劳试验机的液压钳连接设置，所述转接头的另一端设置有外螺纹；

安装帽，在位于所述安装帽一端的端面上设置有连接腔，所述连接腔的内壁面上设置有内螺纹，所述安装帽通过所述内螺纹与所述转接头的外螺纹连接；在所述安装帽的另一端的端面上设置有安装腔，在所述安装腔的内壁面上设置有第一环形锥面，所述第一环形锥面沿远离所述连接腔的方向逐渐收缩；

锥形接头，安装在所述安装腔内，在所述锥形接头的外壁面上设置有第二环形锥面，所述第二环形锥面的锥度与所述第一环形锥面的锥度相同；在所述锥形接头的内壁面上设置有内螺纹；

两个所述夹持件的安装腔相对设置，两个所述夹持件的转接头、安装帽和锥形接头均同轴设置；两个所述夹持件的锥形接头的内螺纹分别适宜于与抽油杆两端的端部外螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，在所述安装腔的底部设置有安装垫块。

3.根据权利要求2所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述连接腔与所述安装腔连通设置，所述连接腔的直径大于所述安装腔的最大直径；所述安装垫块的一端与所述转接头相抵触，所述安装垫块的另一端与所述锥形接头相抵触。

4.根据权利要求1或2或3所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述第二环形锥面设置在所述锥形接头远离所述连接腔的一端的外壁面上。

5.根据权利要求4所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述安装腔的内壁面由第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面组成，所述第一圆柱面、第一环形锥面和第二圆柱面在沿远离所述连接腔的方向上依次连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述第一环形锥面和第二环形锥面与所述夹持件的轴向方向的夹角为25-30°。

7.根据权利要求6所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述锥形接头的内壁面上的内螺纹布满所述锥形接头靠近所述连接腔的一端的内壁面设置。

8.根据权利要求7所述的抽油杆疲劳试验专用夹具，其特征在于，所述抽油杆的端部外螺纹在沿所述夹持件的轴向方向上的长度大于所述锥形接头的内螺纹的长度。