[发明专利]一种测试高产油气井完井管柱振动屈曲的实验装置

说明书

本发明涉及一种测试高产油气井完井管柱振动屈曲的实验装置。本装置包括电脑，空气压缩机，缓冲罐，调压阀，气压表，管柱，固定装置，桁架，旋紧夹持器，摄像机固定杆，摄像机，尾管模型，封隔器，微小压力传感器，水池，水泵，阀门，流速计，电缆，液压杆，三通接头。油气井完井管柱在通过高速流体时剧烈振动，在达到某个临界产量时管柱发生屈曲，在此临界产量基础上，进一步开展高产气井完井管柱振动屈曲实验，通过屈曲实验获得不同产量下完井管柱发生屈曲时与尾管之间的接触力，以进一步研究完井管柱的振动磨损以验证理论模型。本发明的优点在于：装置简单实用，高度还原了高产油气井中管柱的工作状态，研究完井管柱的屈曲磨损机理。

技术领域

本发明涉及流体力学和气井安全监测领域，是一种测试高产油气井完井管柱振动屈曲的实验装置。

背景技术

高产气井完井管柱是高速气体流通的通道，由于储层供给，流量及压力变化，高产气井气流激励，频繁的开关井作业，在动载荷作用下，管柱的振动问题是极其重要的研究内容。

发明内容

本发明的目的在于油气井完井管柱在通过高速流体时剧烈振动，在达到某个临界产量时管柱发生屈曲，在此临界产量基础上，进一步开展高产气井完井管柱振动屈曲实验，通过屈曲实验获得不同产量下完井管柱发生屈曲时与尾管之间的接触力，以进一步研究完井管柱的振动屈曲磨损以验证理论模型。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种测试高产油气井完井管柱振动屈曲的实验装置，包括以下安装步骤：

S1、将空气压缩机（2），缓冲罐（3），合适量程的调压阀（4）连接好。将管柱（6）装入尾管模型（12）中，用在接触尾管模型（11）的地方带有橡胶保护层的旋紧夹持器（13）固定好；

S2、将微小压力传感器（14）按照整个管柱（6）长度分为一共6层，每层6个，相邻两层错位10度，均匀螺旋分布在整个管柱（6）上；

S3、用带螺纹的橡胶封隔器（13）将管柱（6）固定在有机玻璃尾管模型（12）正中，保证管柱（6）和尾管模型（12）之间在通过高速流体时也不会松动错位；

S4、将尾管模型（12）螺旋固定在固定装置（7）上。将液压杆（20）和固定装置（7）铰接，使可以通过液压杆（20）调节井身斜度；

S5、将摄像机固定杆（10）焊接在固定装置（7）上，在预定位置安装好摄像机（11）。

S6、将水泵（16）与水池（15）连接，水泵（16）另一端与管柱（6）连接，管柱（6）环路接到水池（15），构成液态流体回路；

S7、将调压阀（4），气压表（5），阀门（17）安装在气体支路管柱（6）上，将阀门（17），流速计（18）安装在液体支路管柱（6）上，用三通（21）将气体回流支路和液体回流支路的管柱（6）连接；

S8、用电缆（19）将电脑（1），空气压缩机（2），摄像机（11），微小压力传感器（14），水泵（16）连接起来，实现数据传输，指令传送；

S9、调节好摄像机（11）位置使之和管柱（6）上的六层应变片（10）所在的位置对应；

S10、调节好试验环境光源位置，光源光线强弱，使之最有利于摄像机拍摄；

S11、检查整套装置，无遗漏则开机调试，使装置具备采集精确数据的作业状态；

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种测试高产油气井完井管柱振动屈曲的实验装置，进行气态流体对完井管柱振动屈曲影响实验时，它包括以下实验步骤：