Стенд для испытаний нефтепромысловых труб и их соединений Советский патент 1985 года по МПК E21B41/00 E21B47/00 G01N3/12 

11 Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к исследованию нефтепромысловых труб и их соединений в условиях, приближенных к эксплуатацион ным. Цель изобрете-ния - повьшение достоверности результатов испытаний за счет приближения испытаний к усло виям эксплуатации и обеспечение безопасности при испытании образца внут ренним давлением газообразного агент На фиг. 1 схематично показан стен для испытаний нефтепромысловых труб и их соединений, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стенд для испытаний нефтепромысловых труб и их соединений включает гидравлический механизм 1 осевого нагружения, выполненный в виде гидравлического цилиндра, который соеди нен с испытуемым образцом 2 нефтепромысловой трубы с резьбовым соединением 3 посредством верхней 4 и ниж ней 5 частей приспособления для удер жания образца и удлинителя 6, механизм изгиба и устройство для создания высокого давления внутри образца Механизм изгиба выполнен в виде двух гидравлических цилиндров 7, у которых шток первого и корпус второго связаны с верхним захватом 8, а шток второго и корпус первого - с нижним захватом 9, причем последний имеет возможность осевого перемещения относительно нижней части приспособления для удержания образца. Верхний захват 8 связан со станиной 10 (фиг.2) посредством цилиндрического шарнира 11. Устройство для создания высокого давления содержит насос, установленный на станции высокого давления и соединенньп со стендом трубопроводом 12. Для обеспечения одновременного нагружения образца осевой нагрузкой, изгибающим моментом и внутренним давлением удлинитель 6 установлен внутри образца и образует с его внутренней поверхностью зазор, а ди.аметр удлинителя определяется из условия соблюдения следующего равенства:d d - 2,2-10 где сЗц - диаметр удлинителя механиз-55 ма осевого нагружения, мм, внутренний диаметр образца, мм. 8 К - длина образца, мм М - максимальная, интенсивность искривления, при которой проводится испытание, градусов на 10 м. Для измерения величин внутреннего давления, изгибающего момента и осевого усилия, воспринимаемых образцом, стенд оснащен манометрами 13, которые рттарированы на соответствующий вид нагрузки. При повьш1ении давления в гидравлическом цилиндре механизма 1 осевого нагружения, нагрузка передается через удлинитель 6 на нижнюю часть 5 приспособления для удержания образца, который при этом воспринимает растягивающую нагрузку. При повышении давления в гидроцилиндрах механизма изгиба на верхнем 8 и нижнем 9 захватах создается пара сил, направленны в противоположные стороны за счет соединения корпусов и штоков гидроцилиндров с верхним и нижним захватами. В результате на испытуемый образец по всей его длине действует постоянньш по величине изгибающий момент имитирующий изгиб колонны труб в искривленном стволе скважины. Наличие шарнирного соединения верхнего захвата 8 со станиной 10 стенда обеспечивает нагружение изгибающим моментом только испытуемого образца. В процессе испытания образца, при его нагружении осевым усилием и изгибающим моментом стенд обеспечивает их независимую передачу на образец за счет установки нижнего захвата 9 с возможностью осевого перемещения относительно нижней части 5 приспособления для удержания образца. Дпя обеспечения безопасных условий испытаний образца газообразным агентом с высоким давлением при максимальной интенсивности искривления удлинитель 6 установлен с указанным зазором. Уменьшение этого зазора приводит к нагружению удлинителя изгибающим моментом, что вносит погрешность в измерения, а увеличение его приводит к образованию большого объема сжимаемого газа, что повьш1ает взрывоопасность при испытании. Осевая нагрузка, имитирующая вес колонны труб, изгибающая нагрузка, моделирующая напряженное состояние

труб и их соединений в искривленной скважине, и нагрузка- от внутреннего давления, которую испытьгоают нефтепромысловые трубы в различные периоды строительства и эксплуатации скважины, могут осуществляться на стенде одновременно или в любом их сочетании.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий станину, гидравлический механизм осевого нагружения, связанньй удлинителем с приспособлением для удержания-образца, состоящим из верхней и нижней частей с захватами, механизм изгиба, содержащий гидроцилиндр, шток которого связан с верхним захватом и средства для измерения нагрузок, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний за счет приближения испытаний к условиям эксплуатации и обеспечения безопасности при испытании образца внутренним давлением газообразного агента, верхний захват связан со станиной шарниром, механизм изгиба снабжен установленньм диаметрально основному дополнительным гидроцилиндром, корпус которого связан с верхним захватом, корпус основного гвдроцилиндра и шток дополнительного связаны с нижним захватом, последний установлен с возможностью осевого перемещения относительно нижней части приспособления для удержания образца, причем удлинитель расположен во внутренней полости приспособления для удержания образца с возможностью обеспечения взаимодействия с нижней частью (Л приспособления и для образования зазора с внутренней поверхностью образца, а диаметр удлинителя определяется из условия соблюдения следующего равенства: d. J - 2,2-10 е 06 i, где диаметр удлинителя механиз4 ма осевого нагружения, мм, J внутренний диаметр образца, сл мм; ел - длина образца, мм 00 об - максимальная интенсивность искривления, при которой проводится испытание, градусов на Юм.

От насосной

От насосной станции

Фиг. 1