CN212274838U - 防喷器设计确认试验台架用对中检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，所述对中检测装置包括定位组件、对中定位板、重锤体和连接线，其中，定位组件具有第一中心轴线和第一中心孔，定位组件能够与模拟钻杆连接器连接以使第一中心轴线与模拟钻杆连接器中心轴线重合；对中定位板具有第二中心轴线和与第二中心轴线同轴设置的同心圆，对中定位板能够与升高体装配以使第二中心轴线与升高体的中心轴线重合；重锤体具有与连接线相连的上端以及指向竖直向下方向的下端；连接线的一端与重锤体上端相连，连接线另一端穿过第一中心孔，以使重锤体能够在竖直方向升降。本实用新型具有能够对防喷器试验台架模拟钻杆连接器和升高体的对中偏差进行检查，使用便捷等优点。

Description

防喷器设计确认试验台架用对中检测装置

技术领域

本实用新型涉及石油工业钻采设备检测技术领域，具体来讲，涉及一种防喷器设计确认试验台架用对中检测装置。

背景技术

在石油工业钻井过程中，为了安全生产，要使用防喷器安装在井口上(防喷器就是在发生井喷事故时关闭井口通道的装备)。防喷器在投入批量生产前，要按照国家标准GB/T20174《石油天然气工业钻井设备钻通设备》进行设计确认试验。防喷器分为环形防喷器和闸板防喷器，设计确认试验分为静试验和动试验，静试验主要为悬挂试验，动试验主要有疲劳试验、承压起下钻寿命试验。

为了完成设计确认试验中的静、动试验，就要设计制造一套防喷器设计确认试验的试验台架，模拟钻井现场的井筒压力和防喷器启闭、钻具的运行状况，按照国家标准GB/T20174《石油天然气工业钻井设备钻通设备》的要求，完成防喷器设计确认试验。

防喷器设计确认试验的试验台架是一个四立柱框架结构(如图1中所示)，防喷器试验台架框架A底部有一安装被试件防喷器D的升高体F，防喷器试验台架框架A有一固定顶部，中部是一个可以在框架四个立柱内上下移动的中间活动横梁B，在中间活动横梁B上安装有连接模拟钻杆的模拟钻杆组件连接器C。试验时，中间活动横梁B按标准要求的速度上下移动，模拟在钻井过程中钻杆的起下钻过程。可根据不同的被试件防喷器D的压力级别和通径大小，更换相对应的双法兰短节E。

防喷器设计确认试验的试验台架中间活动横梁B的行程为2m，设计对中偏差小于1mm。台架设计时没有设计如何对对中偏差进行检测的方法和检测装置。试验台架模拟钻杆组件连接器C中心与升高体F中心的对中偏差，是试验是否正确的一个重要指标。如果对中偏差超过设计要求而导致在试验过程中过早地将被试件损坏，那么就可能不是被试件有质量问题而损坏，而有可能是由于试验装置对中不合格导致被试件防喷器D损坏。所以，必须有一个检测试验台架横梁模拟钻杆组件连接器C中心与升高体F中心的对中偏差的检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的在于提供一种能够检测试验台架模拟钻杆组件连接器与升高体的对中偏差的对中检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种防喷器设计确认试验台架用对中检测装置。所述对中检测装置包括定位组件、对中定位板、重锤体和连接线，其中，所述定位组件具有第一中心轴线和沿第一中心轴线设置的第一中心孔，所述定位组件能够与试验台架的模拟钻杆组件连接器固定连接以使第一中心轴线与所述模拟钻杆组件连接器中的心轴线重合；所述对中定位板具有第二中心轴线和与第二中心轴线同轴设置的同心圆，所述对中定位板能够与升高体安装配合以使第二中心轴线与升高体的中心轴线重合；所述重锤体具有与连接线相连的上端以及指向竖直向下方向的下端；所述连接线的一端与重锤体上端中心相连，连接线的另一端穿过第一中心孔，以使重锤体能够在连接线的带动下沿竖直方向上升和下降。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述定位组件可包括从上到下平行且同轴设置的第一定位板、第二定位板和安装板，以及中心管和两个以上固定件，其中，所述安装板具有第二中心孔，所述中心管下端固定在安装板上且中心管与第二中心孔同轴设置；所述第一定位板和中心管上端固定连接且第一定位板上开孔与中心管连通；所述第二定位板套设在中心管上且位于第一定位板和安装板之间；所述两个以上固定件设置在安装板下端面上且能够相对安装板沿安装板径向滑动。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一定位板与中心管、第二定位板与中心管、以及安装板与中心管可通过焊接固定，所述第一定位板外圆或第二定位板外圆与第一中心孔的同轴度可控制在0.1mm以内。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述中心管上端内孔可以倒圆角，以减小中心管内孔对连接线的磨损。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述两个以上固定件中每个固定件都包括滑块板和螺钉，滑块板上开设有直槽，螺钉穿过直槽与安装板固定使滑块板能够相对安装板滑动。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一定位板、第二定位板、安装板和/或对中定位板上还可设置有减重孔以减轻重量。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述减重孔的数量可以为4～8个。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述对中检测装置还可包括手柄，所述手柄上设置有供连接线通过的开口，所述手柄与安装板下端面固定连接以方便安装定位组件。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述重锤体下端部可以为圆锥形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括以下内容中的至少一项：

(1)定位板、中心管、安装板焊接后加工，保证了同轴度，定位板、安装板加工有减重孔，减轻了重量，能够提升定位组件的定位精度；

(2)定位组件在模拟钻杆组件连接器安装孔内定位简便，只需拨动两块滑块板即可；

(3)定位组件设置有手柄，在中间加工有开口，不影响连接线通过，又具有可托举的功能，方便单手操作；

(4)对中定位板设计加工有与升高体中心轴线同轴设置的同心圆，方便进行对中偏差的检测。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置的防喷器设计确认试验台架的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置一个示例性实施例的对中检测装置的结构示意图；

图3示出了图2中定位组件的结构示意图(未包含手柄)；

图4示出了图2中定位组件的结构示意图(包含手柄)；

图5示出了图2中重锤体的结构示意图；

图6示出了图2中对中定位板的结构示意图；

图7示出了图6中对中定位板的剖视图。

附图标记说明如下：

A-防喷器试验台架框架、B-中间活动横梁、C-模拟钻杆组件连接器、D-被试件防喷器、E-双法兰短节、F-升高体、G-平板车、H-轨道、I-模拟井筒、1-定位组件、2-连接线、3-重锤体、4-对中定位板、5-第一定位板、6-第二定位板、7-中心管、8-安装板、9-固定件、10-手柄。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置。

图1示出了根据本实用新型的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置的防喷器设计确认试验台架的结构示意图；图2示出了根据本实用新型的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置一个示例性实施例的对中检测装置的结构示意图。

在本实用新型的一个示例性实施例中，防喷器设计确认试验台架用对中检测装置可以包括定位组件、对中定位板、重锤体和连接线。具体来讲，如图1和图2中所示，防喷器设计确认试验台架用对中检测装置主要包括固定设置在试验台架的模拟钻杆组件连接器C上的定位组件1、设置在试验台架的升高体F上的对中定位板4、设置在定位组件1和对中定位板4之间的重锤体3、以及对重锤体3进行悬挂和升降的连接线2。

图3示出了图2中定位组件的结构示意图(未包含手柄)。

定位组件1具有第一中心轴线和沿第一中心轴线设置的第一中心孔，定位组件1能够与试验台架的模拟钻杆组件连接器C固定连接以使第一中心轴线与模拟钻杆组件连接器C中的心轴线重合。具体来讲，定位组件1的主要作用是与模拟钻杆组件连接器C固定连接并使自己的中心轴线(即第一中心轴线)与模拟钻杆组件连接器C的中心轴线重合，从而能够将模拟钻杆组件连接器C的中心轴线与待测防喷器的中心轴线进行对比，以确定两者之间的对中偏差。定位组件1可包括从上到下平行且同轴设置的第一定位板5、第二定位板6和安装板8，以及中心管7和两个以上固定件9，其中，所述安装板8具有第二中心孔，所述中心管7下端固定在安装板8上且中心管7与第二中心孔同轴设置；所述第一定位板5和中心管7上端固定连接且第一定位板5上开孔与中心管7连通；所述第二定位板6套设在中心管7上且位于第一定位板5和安装板8之间；所述两个以上固定件9设置在安装板8下端面上且能够相对安装板8沿安装板8径向滑动。具体来讲，如图3和图4中所示，定位组件1包括从上到下平行且同轴设置的第一定位板5、第二定位板6、安装板8、以及将第一定位板5、第二定位板6和安装板8固定连接的中心管7，设置在安装板8上将安装板8与模拟钻杆组件连接器C安装固定的至少两个固定件9。安装板8的中心孔为第二中心孔，中心管7的下端与安装板8的上端面垂直且固定连接，使中心管7的中心轴线与第二中心孔同轴设置。安装板8的作用主要是与模拟钻杆组件连接器C下端部进行固定，从而使定位组件1与模拟钻杆组件连接器C固定。中心管7上段穿过第二定位板6的中心孔后，其上端部进入第一定位板5的中心孔与第一定位板5固定连接，第二定位板6与中心管外壁固定连接，使第一定位板5与第二定位板6之间，第二定位板6与安装板8之间间隔预定距离。这里，第一定位板5和第二定位板6为圆形板，通过第一定位板5和第二定位板6中心管7的圆周与模拟钻杆组件连接器C上开孔内壁之间相互匹配接触，使得第一定位板5和第二定位板6只能在模拟钻杆组件连接器C内沿轴向移动，从而能够进行定位。第一定位板5和第二定位板6外圆可通过一次装夹加工，以保证两块定位板外圆在同一回转体轮廓线内。两个以上固定件9设置在安装板8下端面上且能够相对安装板8沿安装板8径向滑动。如图3中所示，两个固定件9对称设置在安装板8下端面上，固定件9能够相对安装板8沿安装板8的径向移动。例如，两个以上固定件9中每个固定件9都包括滑块板和螺钉，滑块板上开设有直槽，螺钉穿过直槽与安装板8固定使滑块板能够相对安装板8滑动。例如，所述第一定位板与中心管、第二定位板与中心管、以及安装板与中心管通过焊接固定，所述第一定位板外圆或第二定位板外圆与第一中心孔的同轴度控制在0.1mm以内。中心管7上端内孔可以倒圆角，以减小中心管7内孔对连接线2的磨损。延长连接线2的使用寿命。然而，本实用新型不限于此，定位板与中心管、安装板与中心管也可以通过其他方式进行固定，例如，螺纹连接等。这里，第一中心孔可以和第二中心孔重合或第一中心孔与中心管7的轴线重合。

安装定位组件1时，将定位组件1的安装板8以上部分放入模拟钻杆组件连接器C的开孔中，调节好轴向位置，然后将安装板8上的固定件9的滑块板拨向两侧与模拟钻杆组件连接器C的下端盖板上端面贴合，拧紧螺钉将滑块固定即可将定位组件1与模拟钻杆组件连接器C固定。

图6示出了图2中对中定位板的结构示意图；图7示出了图6中对中定位板的剖视图。

对中定位板4具有第二中心轴线和与第二中心轴线同轴设置的同心圆，对中定位板4能够与升高体F安装配合以使第二中心轴线与升高体F的中心轴线重合。具体来讲，如图2中所示，对中定位板4设置在试验台架的升高体F上，通过使对中定位板4的中心轴线(即第二中心轴线)与升高体F的中心轴线重合，并在对中定位板上设置与第二中心轴线同轴的同心圆，能够直观的比较模拟钻杆组件连接器C与升高体F的对中偏差。此外，对中定位板4上还设置有十字交叉线，对中定位板4的十字交叉线与升高体F上端面的十字交叉线重合，该十字交叉线的交叉点与第二中心轴线重合。对中定位板的结构可如图6和图7中所示。

图5示出了图2中重锤体的结构示意图。

重锤体3具有与连接线2相连的上端以及指向竖直向下方向的下端。连接线2的一端与重锤体3上端中心相连，连接线2的另一端穿过第一中心孔，以使重锤体3能够在连接线的带动下沿竖直方向上升和下降。重锤体3下端部可以为圆锥形。具体来讲，如图5中所示，重锤体3为下端为圆锥的圆柱体，在重锤体3的上端中部位置设置有与连接线2连接的开孔，重锤体3的下端圆锥结构的锥顶用于指示重锤体的中心点。如图2中所示，连接线2的一端与重锤体3上端部的开孔连接，连接线2的另一端穿过第一中心孔以将重锤体3悬挂或使重锤体3沿竖直方向升降进行对中检测。例如，连接线可以为尼龙线。然而，本实用新型不限于此，重锤体也可以为其它结构，只要能够被连接线悬挂并指示竖直向下方向即可。

在本示例性实施例中，防喷器设计确认试验台架用对中检测装置可在上一示例性实施例的基础上进一步包括手柄10。手柄10上设置有供连接线2通过的开口，手柄10与安装板8下端面固定连接以方便安装定位组件1。这里，手柄10与安装组件1相配合的结构示意图可如图4中所示。此外，第一定位板5、第二定位板6、安装板8和/或对中定位板4上还可设置有减重孔以减轻重量。例如，减重孔的数量可以为4～8个。这里，减重孔可以沿第一定位板5、第二定位板6、安装板8和/或对中定位板4的周向均匀设置。

进行对中偏差检测时，将安装好模拟井筒I和升高体F的平板车G在轨道H上运行至试验台架下，锁定位置，将中间活动横梁B运行到下终点；检测人员将连接线2从安装板8的第二中心孔穿过经中心管7的内部向上穿出，再从第一定位板5、第二定位板6和安装板8向下穿出(例如，第一定位板5、第二定位板6和安装板8上的减重孔中穿过)，拉出3m左右，固定于升高体F上。检测人员单手托举对定位组件1装入模拟钻杆组件连接器C安装孔中，上推到顶，另一只手使用螺丝刀分别将滑块向两侧拨动，使滑块深入到模拟钻杆组件连接器C下部的盖板上端面。旋转对中检查定位组件1，使对中检查定位组件1在模拟钻杆组件连接器C的安装孔中无卡阻存在，旋紧螺钉。在重锤体3锥尖部涂抹油性颜料，将中心管7下端的连接线2端部穿过重锤体3后端的小孔并固定。解开固定在升高体F上的螺柱上的连接线2，调节连接线2的长度，使重锤体3锥尖部距离升高体F上对中定位板4上端面2mm左右，静置15分钟后，观察重锤体3是否还有晃动，如有晃动，再静置一段时间，直至重锤体3无晃动。轻轻将重锤体3放下，使重锤体3锥尖部与升高体F上对中定位板4上端面同心圆接触，留下一个颜料点。通过测量颜料点的位置，确定模拟钻杆组件连接器C安装孔与升高体F通道孔的偏差值即同轴度。

横梁模拟钻杆组件连接器C中心与升高体F中心的垂直度偏差检测过程为：

在升高体F通道孔中安装的对中定位板4保持不动。

将中间活动横梁B运行到上终点，重复对中偏差检测的程序，在升高体F上对中定位板4上端面同心圆上留下另一个颜料点。通过作图或计算，可得出台架上下运行的垂直度偏差。如果两个颜料点重合，说明台架上下运行是垂直的。

检测得出两个偏差值后，可通过调节试验台架的相关部件，使台架的对中偏差(例如，对中偏差小于1mm)和运行垂直度偏差达到设计要求。

综上所述，本实用新型的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)定位板、中心管、安装板焊接后加工，保证了同轴度，定位板、安装板加工有减重孔，减轻了重量，能够提升定位组件的定位精度；

(2)定位组件在模拟钻杆组件连接器安装孔内定位简便，只需拨动两块滑块板即可；

(3)定位组件设置有手柄，在中间加工有开口，不影响连接线通过，又具有可托举的功能，方便单手操作；

(4)对中定位板设计加工有与升高体中心轴线同轴设置的同心圆，方便进行对中偏差的检测。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (9)

1.一种防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述对中检测装置包括定位组件、对中定位板、重锤体和连接线，其中，

所述定位组件具有第一中心轴线和沿第一中心轴线设置的第一中心孔，所述定位组件能够与防喷器试验台架的模拟钻杆组件连接器固定连接以使第一中心轴线与所述模拟钻杆组件连接器中的心轴线重合；

所述对中定位板具有第二中心轴线和与第二中心轴线同轴设置的同心圆，所述对中定位板能够与上升器安装配合以使第二中心轴线与升高体的中心轴线重合；

所述重锤体具有与连接线相连的上端以及指向竖直向下方向的下端；

所述连接线的一端与重锤体上端中心相连，连接线的另一端穿过第一中心孔，以使重锤体能够在连接线的带动下沿竖直方向上升和下降。

2.根据权利要求1所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述定位组件包括从上到下平行且同轴设置的第一定位板、第二定位板和安装板，以及中心管和两个以上固定件，其中，

所述安装板具有第二中心孔，所述中心管下端固定在安装板上且中心管与第二中心孔同轴设置；

所述第一定位板和中心管上端固定连接且第一定位板上开孔与中心管连通；

所述第二定位板套设在中心管上且位于第一定位板和安装板之间；

所述两个以上固定件设置在安装板下端面上且能够相对安装板沿安装板径向滑动。

3.根据权利要求2所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述第一定位板与中心管、第二定位板与中心管、以及安装板与中心管通过焊接固定，所述第一定位板外圆或第二定位板外圆与第一中心孔的同轴度控制在0.1mm以内。

4.根据权利要求2所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述中心管上端内孔倒圆角，以减小中心管内孔对连接线的磨损。

5.根据权利要求2所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述两个以上固定件中每个固定件都包括滑块板和螺钉，滑块板上开设有直槽，螺钉穿过直槽与安装板固定使滑块板能够相对安装板滑动。

6.根据权利要求2所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述第一定位板、第二定位板、安装板和/或对中定位板上还设置有减重孔以减轻重量。

7.根据权利要求6所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述减重孔的数量为4～8个。

8.根据权利要求2所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述对中检测装置还包括手柄，所述手柄上设置有供连接线通过的开口，所述手柄与安装板下端面固定连接以方便安装定位组件。

9.根据权利要求1所述的防喷器设计确认试验台架用对中检测装置，其特征在于，所述重锤体下端部为圆锥形。

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