[实用新型]一种立式动载套管磨损试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于石油开采领域，具体而言，涉及一种立式动载套管磨损试验机。

背景技术

油气井钻探过程中，钻杆接头与套管的磨损是一种典型的杆-套磨损，这种磨损导致用于隔离岩层和支撑井壁的套管壁厚减薄、强度降低，造成钻井过程中的安全隐患，对钻井效率产生了影响。据相关数据统计表明，由于套管磨损直接带来的经济损失高达十亿美元以上。管套磨损在中国钻井工程中已成为一个急需解决的重大技术问题。但是在实际钻井过程中，由于管套都位于在深井、超深井之中，这对现场观测及现场试验带了困难，所以大多数情形下我们只有通过在实验室进行模拟研究管套磨损的情况。为了对各种复杂工况下磨损机理进行深入的研究，尤其能够产生径向冲击与滑动复合工况的模拟条件，从而对深井及超深井石油套管磨损规律有一个更全面的研究，并为评价各种防磨技术性能提供基础试验手段。

目前,利用全尺寸钻杆试样与套管试样来研究钻杆与套管磨损机理的典型实验装置有滑台式套管磨损试验机，然而，该磨损试验机中，钻杆试样与套管试样采用卧式磨损方位，与现实工况中立式磨损方位不符；其利用皮带的传递作用来带动钻杆的旋转，且利用零部件的自重作为回复力，对钻杆与套管之间的摩擦产生影响，工作状况不稳定；由于采用卧式方位，其泥浆槽能够维持的液面高度不能实现钻杆试样与套管试样接触区的充分润滑；钻杆试样与套管试样不能完成轴向的相对运动，因而无法模拟现实工况中钻杆向下的运动。

有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种立式动载套管磨损试验机，以期解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种立式动载套管磨损试验机，其采用立式设计结构，更符合实际钻井过程中钻杆与套管摩擦结构方位，实现了对套管与钻杆接头之间多种磨损工况的模拟，其旋转系统及激振系统的自重完全由机架来承载，不会对试验产生不良影响，克服了现有技术的缺陷。

为此，本实用新型提出一种立式动载套管磨损试验机，其包括：

一加载系统，包括有一前支座、一后支座、一导轨部及一弹性移动部，所述导轨部包括两沿水平方向并列设置的直轨，所述直轨连接于所述前支座及后支座之间，所述弹性移动部能移动的套设在两所述直轨上，其前侧与一碰撞杆的后端上螺接的碰撞锁母相接触，其后侧与所述后支座相接触，所述碰撞杆能移动的设置在所述前支座上；

一旋转系统，其设有一旋转电机，所述旋转电机通过一电机支架固定在所述弹性移动部上，其下端的输出轴向下依次连接有联轴器、扭矩传感器及钻杆部，所述钻杆部能转动的穿设于所述弹性移动部上的定位孔，其下端设有一供装设转杆试样的组设部；

一激振系统，其包括有一激振电机及一偏心转动部，所述激振电机通过一电机安装架固定在所述前支座上，所述偏心转动部能转动的穿设于所述前支座上的通孔，其上端与所述激振电机下端的输出轴相连接，其下端头套设固定有一下轴承，所述下轴承与所述碰撞杆的前端相接触；

一装夹系统，位于所述导轨部的下侧，其设有一中空的泥浆槽、一平台部及一升降机，所述泥浆槽固定在所述平台部上，其上端为开口端，所述泥浆槽的侧壁上设有一供夹持套管试样的夹持部，所述升降机的上端与所述平台部相连接，在所述平台部上行时，所述钻杆部的下端能凸伸至所述泥浆槽中；

一机架，包括一底座，所述底座上设置有多个前立柱、中部立柱及后立柱，所述前支座的前后两侧对应安装在所述前立柱及中部立柱上，所述后支座固定在所述后立柱上，其中，所述平台部的前侧、后侧分别设有前侧竖向滑套及后侧竖向滑套，所述前竖向滑套与后侧竖向滑套对应套设在所述中部立柱及后立柱上，所述升降机固定在所述底座上。

如上所述的立式动载套管磨损试验机，其中，所述钻杆部包括有一连接短节及一钻杆连接头，所述钻杆连接头能转动的对应穿设于所述定位孔，其上端通过所述连接短节与所述扭矩传感器相连接；

其中，所述钻杆连接头上间隔套设固定有一圆锥滚子轴承及一滚柱轴承，所述圆锥滚子轴承及滚柱轴承对应嵌设固定于所述定位孔的上端口及下端口；

其中，所述组设部包括一环部及一钻杆试样挡片，所述环部凸设在所述钻杆连接头的外侧面上，并靠近所述钻杆连接头的下端，所述钻杆试样挡片通过螺钉连接在所述钻杆接头的下端面上，其外径大于所述钻杆连接头的外径，所述环部与所述钻杆试样挡片之间形成一供装设所述钻杆试样的凹环。