CN216747226U - 一种套管磨损试验支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种套管磨损试验支架，本实用新型包括立杆，还设有底座和架顶，立杆固定在架顶与底座之间，在所述的架顶中设有偏心距调节槽，立杆的上部和下部分别固定上支撑板和下支撑板。本实用新型为套管磨损试验设备提供了一种立式的专用支架，套管磨损试验设备中的钻杆试样和套管试样以及固定钻杆试样的电缸和套管试样固定机构均能够竖直安装。安装在本实用新型中的套管磨损试验设备，能够使钻杆试样在上下移动的同时对转动的套管试样产生周向上的磨损，钻杆试样和套管试样之间相互挤压、摩擦进而磨损，模拟井下杆‑套之间的磨损，试验工况与实际工况相似，其试验数据与现实磨损数据更为接近。

Description

一种套管磨损试验支架

技术领域

本实用新型涉及石油工业油气水井中套管磨损的试验设备领域，尤其涉及一种套管磨损试验支架。

背景技术

随着油气田开发技术的深入发展，深井、超深井的数量不断增加，对套管的完整性提出了更高的要求。如何减少深井超深井套管磨损和事故，提高套管的完整性和安全性能，是保证后期高效开发的关键因素之一。

例如：钻杆在套管内转动会因倾斜、偏心等情况造成钻杆与套管之间的相互接触与摩擦，最终导致磨损，钻杆与套管之间的磨损是一种典型的杆-套磨损。套管的磨损损坏会导致后期油气田生产的故障及事故，给油气田开发带来巨大经济损失。

由于深井、超深井套管的高温高压等特殊井况给套管修复带来极大困难，因此需做好套管完整性的源头工作，研发套管磨损试验装置，找到套管的磨损机理、过程及影响因素，做好套管磨损的预防工作。

为了解决上述问题出现了以下相关的专利技术：

CN201920039973.4公开了一种研究钻井过程中钻杆与套管摩擦磨损的实验装置，主要包括固定支承机构，传动机构，电机，主轴箱，试验腔体，钻杆，套管，微型钻井泵，加载轮，加载砝码，施力杠杆；主轴外延上表面设有孔洞且能使钻井液顺利进入钻杆内部，模拟钻井过程钻井液从钻杆中心进入；套管固定安置于试验腔体内部，且两侧装有固定板并通过夹具夹紧，防止套管在实验时滑动旋转，模拟钻井过程中的固井过程；主轴经过精密加工可以带动钻杆均匀旋转，所述主轴箱上装有监测钻杆转速的测速仪保证改变钻井液浓度时钻速相同；主轴箱后方连有施力杠杆，施力杠杆连有加载轮并与钻杆接触，通过进行力的加载，使得钻杆外环面与套管内环面实现线性接触。

上述装置可模拟钻井过程钻杆与套管的摩擦磨损，但其钻杆与套管的接触方式是通过杠杆完成，不能够精确调节偏心距，与实际工况差距较大。

CN201620009814.6公开了一种滑台式套管磨损机，包括底座，底座的侧部设置支撑架，底座的上部设置试验容器，试验容器的上部设置封盖，试验容器的侧部设置模拟套管，支撑架上安装驱动机支撑座，驱动机支撑座上安装驱动机，驱动机的转轴下端伸入至试验容器内，转轴的下端安装模拟钻杆，模拟钻杆与模拟套管配合，支撑架的侧部通过弹簧安装报警器，报警器的端部设置环形套，环形套将转轴包裹但不接触，报警器内设置滑动槽，滑动槽的槽底中部低于两侧，滑动槽的两端均设置报警开关，报警器上安装报警灯，报警灯通过报警开关控制开闭，滑动槽内设置滚球对应的凹入时能够张开其定位弹性件，从而将该开启机构的定位弹性件嵌入对应的凹入。

上述装置设有安全装置可预警位移过大带来的隐患，并可改变载荷大小和钻速来探究各因素的影响；但该装置并不能改变模拟钻杆的竖直位移，此外模拟套管密封在实验容器与环形套内部，更换试件较为不便。

目前，现有的套管磨损试验装置中的钻杆试样与套管试样一般是水平设置且钻杆试样与套管试样之间的偏心距不便调节，使得试验结果与实际工况有较大的差距，试样的更换也不方便。许多试验装置中的支架是由立柱和平台组成，立柱上放有各种平台，平台可上下移动调节位置，平台上面放置电机和其它设备，但不能对钻杆试样和套管试样做偏心距的调节，也不能使钻杆试样和套管试样做立式的试验模拟。

也有能够对试样实现立式模拟的支架，但其支架的结构非常简单，仅有支撑作用，其中的试样不可上下移动，也不可为钻杆试样和套管试样做偏心距的调节。

试验现场急需一种能够让钻杆试样与套管试样以及钻杆试样固定装置和套管试样固定机构竖直安装的试验支架。

发明内容

本实用新型提供一种套管磨损试验支架，以解决现有套管磨损试验设备水平设置和偏心距调节不便的问题，使套管磨损试验设备中的钻杆试样和套管试样能够竖直安装，提高试验效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种套管磨损试验支架，包括立杆，支架中还设有底座和架顶，立杆固定在架顶与底座之间，在所述的架顶中设有偏心距调节槽；

立杆的上部和下部分别固定上支撑板和下支撑板。

优选的，所述上支撑板和下支撑板均设有两块且均是弧形板块或者是两块内沿为弧形的板块。

优选的，两块所述的上支撑板与下支撑板分别对应且交错地固定在立杆的上部和下部。

优选的，两块所述下支撑板形成的内圆小于支撑盘的外圆且下支撑板的上端内边沿还设有支撑盘卡槽，使支撑盘能够安装在支架的下支撑板的上面。

优选的，所述立杆设有四根，所述架顶由两块垂直相交的板体构成、呈十字结构，两块板体的四角分别固定立杆，与所述偏心距调节槽同向的板体下端设有滑道，在所述偏心距调节槽一侧的板体中还设有刻度。

优选的，所述滑道的纵切面是T型结构与电缸的上端结构相符。本实施例中的滑道的结构能够用于呈十字结构的架顶中。

优选的，所述偏心距调节槽的槽体长度设定在120mm以上。

优选的，所述立杆设有六根，所述架顶由三块垂直相交的板体构成、呈米字结构，所述三块板体的六角分别固定立杆，与所述偏心距调节槽同向的板体下端设有滑道，在所述偏心距调节槽一侧的板体中还设有刻度；所述立杆之间的间距大于套管试样的外径。

优选的，所述滑道的纵切面是T型结构与电缸的上端结构相符。

优选的，所述偏心距调节槽的槽体长度设定在120mm以上。

与现有套管磨损试验设备的安装支架相比，本实用新型具有以下显著的使用效果：

本实用新型为套管磨损试验设备提供了一种立式的专用支架，套管磨损试验设备中的钻杆试样和套管试样以及固定钻杆试样的电缸和套管试样固定机构均能够竖直安装。

使用了本实用新型的套管磨损试验设备能够将钻杆试样通过固定在偏心距调节槽中的电缸固定在架顶的下方。启动固定着钻杆试样的电缸就能使钻杆试样上下移动，模拟钻杆在井下钻进过程中上下移动的动作。安装在本实用新型中的套管试样由安装在支撑盘上面的套管试样固定机构卡持并随同由电机带动的支撑盘和套管试样固定机构一同旋转，实现钻杆试样与套管试样之间相对移动和相对转动的磨损试验，与井下钻杆和套管之间的磨损状态相仿。

安装在本实用新型中的套管磨损试验设备，能够使钻杆试样在上下移动的同时对转动的套管试样产生周向上的磨损，钻杆试样和套管试样之间相互挤压、摩擦进而磨损，模拟井下杆-套之间的磨损，试验工况与实际工况相似，其试验数据与现实磨损数据更为接近，可为研究套管的磨损机理、过程及影响因素提供可信的试验数据。

安装在本实用新型中的钻杆试样与支架中的电缸的活塞杆连接，钻杆试样的更换方便，钻杆试样与套管试样之间的偏心距通过支架中的偏心距调节槽方便可调，支架中偏心距调节槽一侧的板体中设置的刻度，为偏心距的精准调节提供了方便。

综上所述，本实用新型为治理套管磨损的试验设备提供了专用支架，具有显著的使用效果。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的立体俯视图；

图2为安装了套管磨损试验设备的本实用新型工作状态图。

图中：1-支架；101-底座；102-立杆；103-下支撑板；104-支撑板卡槽；105-上支撑板；106-架顶；107-滑道；108-偏心距调节槽；2-电缸；3-固定螺钉；4-钻杆试样；5-套管试样；6-套管试样固定机构；7-支撑盘；8-电机。

具体实施方式

附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本实用新型的保护范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1到图2，一种套管磨损试验支架包括立杆102，支架1中还设有底座101和架顶106，立杆102固定在架顶106与底座101之间，在所述的架顶106中设有偏心距调节槽108；

立杆102的上部和下部分别固定上支撑板105和下支撑板103。

本实用新型的支架1为直立式支架，在支架1中能够安装钻杆试样4和套管试样5，套管试样5由套管试样固定机构6固定在支撑盘7的上面；

支撑盘7安装在支架1中且支撑盘7的下部与固定在底座101中的电机8的输出轴连接；

套管试样5由套管试样固定机构6的卡块夹持并能够由电机8带动旋转；

钻杆试样4与固定在偏心距调节槽108中的电缸2的活塞杆连接并能够插入套管试样5中。

使用本实用新型，可将钻杆试样4通过固定在偏心距调节槽108中的电缸2固定在架顶106的下方。启动电缸2就能使钻杆试样4上下移动，模拟钻杆在井下钻进过程中上下移动的动作。套管试样5由安装在支撑盘7上面的套管试样固定机构6卡持并随同由电机8带动的支撑盘7和套管试样固定机构6一同旋转，实现钻杆试样4与套管试样5之间相对移动和相对转动的磨损试验，与井下钻杆与套管之间的磨损状态相仿。

由于架顶106中设有偏心距调节槽108，使用本实用新型能够方便地调整钻杆试样4与套管试样5之间的偏心距，使得试验参数可调，让实验效果与实际工况更为接近。

在上述实施例一的基础上，本实用新型还有以下实施例：

所述上支撑板105和下支撑板103均设有两块且均是弧形板块或者是两块内沿为弧形的板块。

两块所述的上支撑板105与下支撑板103分别对应且交错地固定在立杆102的上部和下部。两块上支撑板105和两块下支撑板103对应地固定在立杆102的上部和下部，同时两块上支撑板105与两块下支撑板103又相互交错地固定在立杆102的上部和下部，大幅提高了支架1的稳固性，可以抵抗钻杆试样4与套管试样5在磨损试验过程中产生的振动。

两块所述下支撑板103形成的内圆小于支撑盘7的外圆且下支撑板103的上端内边沿还设有支撑盘卡槽104，使支撑盘7能够安装在支架1的下支撑板103的上面。下支撑板103对安装了套管试样固定机构6的支撑盘7起到了支撑作用，支撑盘7转动时，支撑盘7上的环形凸台在支撑盘卡槽104内滑动，增加了支撑盘7的转动稳定性。

所述立杆102设有四根，所述架顶106由两块垂直相交的板体构成、呈十字结构，两块板体的四角分别固定立杆102，与所述偏心距调节槽108同向的板体下端设有滑道107，在所述偏心距调节槽108一侧的板体中还设有刻度，图1和图2所示是设有四根立杆102的本实用新型。

所述滑道107的纵切面是T型结构与电缸2的上端结构相符。本实施例中的滑道107的结构能够用于呈十字结构的架顶106中。电缸2根据钻杆试样4与套管试样5之间偏心距的要求通过固定螺钉3固定在偏心距调节槽108中。电缸2能够通过滑道107安装在十字型的架顶106中并能够通过固定螺钉3固定在偏心距调节槽108中。滑道107的设置，方便了电缸2的安装，偏心距调节槽108一侧的板体上设置了刻度，更方便了钻杆试样4与套管试样5之间偏心距的调节。

所述偏心距调节槽108的槽体长度设定在120mm以上。本实施例中的偏心距调节槽108的结构能够用于呈十字结构的架顶106。

所述立杆102设有六根，所述架顶106由三块垂直相交的板体构成、呈米字结构，所述三块板体的六角分别固定立杆102，与所述偏心距调节槽108同向的板体下端设有滑道107，在所述偏心距调节槽108一侧的板体中还设有刻度；所述立杆102之间的间距大于套管试样5的外径。本实施例中的立杆102设有六根，架顶106由三块垂直相交的板体构成并呈米字结构，两块所述上支撑板105与下支撑板103分别对应且交错地固定在立杆102的上部和下部，每块上支撑板105和下支撑板103中装有三根立杆102，一方面，本实施例中的支架1的稳定性更强，另一方面，立杆102之间的间距大于套管试样5的外径，也非常方便套管试样5的更换。

所述滑道107的纵切面是T型结构与电缸2的上端结构相符。本实施例中的滑道107的结构能够用于呈米字结构的架顶106中。电缸2根据钻杆试样4与套管试样5之间偏心距的要求通过固定螺钉3固定在偏心距调节槽108中。电缸2能够通过滑道107安装在米字型的架顶106中并能够通过固定螺钉3固定在偏心距调节槽108中。滑道107的设置，方便了电缸2的安装，偏心距调节槽108一侧的板体上设置了刻度，更方便了钻杆试样4与套管试样5之间偏心距的调节。

所述偏心距调节槽108的槽体长度设定在120mm以上。本实施例中偏心距调节槽108的结构能够用于呈米字结构的架顶106。

安装在本实用新型中的电缸2的活塞杆与钻杆试样4的上部通过螺纹连接或者螺栓连接；支撑盘7与电机8的输出轴的连接方式可以是螺纹连接或者是螺栓连接。当电机8带动支撑盘7和卡盘外壳转动时，安装在卡盘外壳和卡盘中的卡块带动套管试样5一同转动，钻杆试样4则在电缸2的带动下在套管试样5中上下移动，模拟钻杆在井下钻进过程中在套管内上下移动的动作，而套管试样5的转动则实现了钻杆和套管与井内工况相符的磨损实况。

本实用新型为钻杆试样4和套管试样5竖直设置提供了可能，钻杆试样4在转动的套管试样5内上下移动，与钻杆和套管在井内的磨损机理相符；通过调节电缸2在支架1中的位置，可以调节钻杆试样4与套管试样5之间的偏心距，能够模拟真实的工况条件。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (10)

1.一种套管磨损试验支架，包括立杆，其特征是：支架中还设有底座和架顶，立杆固定在架顶与底座之间，在所述的架顶中设有偏心距调节槽；立杆的上部和下部分别固定上支撑板和下支撑板。

2.如权利要求1所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述上支撑板和下支撑板均设有两块且均是弧形板块或者是两块内沿为弧形的板块。

3.如权利要求2所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，两块所述的上支撑板与下支撑板分别对应且交错地固定在立杆的上部和下部。

4.如权利要求3所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，两块所述下支撑板形成的内圆小于支撑盘的外圆且下支撑板的上端内边沿还设有支撑盘卡槽，使支撑盘能够安装在支架的下支撑板的上面。

5.如权利要求1或4所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述立杆设有四根，所述架顶由两块垂直相交的板体构成、呈十字结构，两块板体的四角分别固定立杆，与所述偏心距调节槽同向的板体下端设有滑道，在所述偏心距调节槽一侧的板体中还设有刻度。

6.如权利要求5所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述滑道的纵切面是T型结构与电缸的上端结构相符。

7.如权利要求6所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述偏心距调节槽的槽体长度设定在120mm以上。

8.如权利要求1或4所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述立杆设有六根，所述架顶由三块垂直相交的板体构成、呈米字结构，所述三块板体的六角分别固定立杆，与所述偏心距调节槽同向的板体下端设有滑道，在所述偏心距调节槽一侧的板体中还设有刻度；所述立杆之间的间距大于套管试样的外径。

9.如权利要求8所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述滑道的纵切面是T型结构与电缸的上端结构相符。

10.如权利要求9所述的一种套管磨损试验支架，其特征是，所述偏心距调节槽的槽体长度设定在120mm以上。

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