[发明专利]一种液压加载的抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置

说明书

本发明涉及一种液压加载的抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置，包括液压加载组件、受载组件、外管、夹持与测量组件、杆柱试件和底架；所述杆柱试件处在外管之中，两端分别连接液压加载组件和受载组件，所述外管由夹持组件固定，沿长度均匀安装有测量组件；所述液压加载组件设有拉压力传感器和直线位移传感器；所述受载组件设有静态扭矩传感器。本发明的优点在于既能观察杆柱试件在实验过程中的屈曲状态，又能模拟杆柱试件拉伸压缩过程的横向振动和屈曲的耦合作用，液压加载还可以控制系统输出载荷更贴合随时间变化的预设曲线。

技术领域

本发明涉及机械采油技术领域，尤其涉及一种液压加载的抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置。

背景技术

抽油杆柱在有杆抽油系统中是非常重要的构件之一，它是否正常工作直接关系到机械采油的经济效益。当抽油杆柱在油井中做往复运动时，抽油杆由于受到油管的约束与各类环境载荷的影响而发生屈曲变形和横向振动，产生过大侧向变形的杆柱段与油管相接触，从而致使杆管偏磨，以致缩短了抽油杆柱的使用寿命，在环境条件极其恶劣的工况下很可能造成抽油杆柱的断脱事件。液压加载不仅更符合工程实际中抽油杆柱的工作环境，而且系统具有过载保护、动作安全可靠、可以实现无极调速、响应速度快的优点。基于上述原因，研究基于程序控制的液压加载抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置具有重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种液压加载的抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置，在液压轴向加载力的作用下，模拟和测量杆柱在轴向力的作用下产生的屈曲和横向振动，通过测量和计算各个实验传感器的数据，进一步研究完成液压加载的抽油杆柱的横向振动与动力屈曲的理论模型。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种液压加载的抽油杆柱横向振动与动力屈曲模拟装置，包括液压加载组件、受载组件、外管、夹持与测量组件、杆柱试件和底架；所述杆柱试件设置在外管内；所述外管通过夹持与测量组件夹紧并固定在底架的上表面；所述杆柱试件的两端分别连接液压加载组件和受载组件；

所述液压加载组件包括油箱、电机、齿轮泵、单向阀、过滤器、阀块装配、带显示的压力传感器、液压缸、直线位移传感器、拉压力传感器、凹凸接头和固定接头；所述油箱设置在底架端部的一侧；所述电机的输出轴通过联轴器连接齿轮泵；所述电机和齿轮泵通过螺栓安装在油箱的上盖板上；所述齿轮泵的进油口连接过滤器，出油口通过油管连接单向阀；所述单向阀通过油管连接阀块装配的进油口，所述阀块装配的回油口通过油管连接油箱；所述阀块装配的两个工作油口通过油管分别连接液压缸的两个油口，此两条油路上安装带显示的压力传感器；所述液压缸通过螺栓固定于底架端部上表面；所述直线位移传感器的测试端通过吸盘连接固定接头；所述固定接头两端分别连接液压缸的活塞杆和拉压力传感器；所述拉压力传感器通过凹凸接头与杆柱试件的一端连接。

进一步的，所述阀块装配包括支撑架、阀块、安全阀、比例溢流阀和换向阀；所述支撑架安装于油箱上盖板；所述阀块安装于支撑架上；所述安全阀和比例溢流阀安装于阀块的侧面；所述换向阀安装在阀块的顶面；所述阀块上设置有进油口、回油口和两个工作油口；所述阀块的进油口连接单向阀所在管路，回油口通过油管直接连接油箱上盖板的回油接口，两个工作油口通过油管分别连接液压缸的两个油口。

进一步的，所述受载组件包括静态扭矩传感器、后挡板、可铰接可固定接头和特定接头；所述特定接头一端连接杆柱试件的另一段，另一端连接静态扭矩传感器；所述可铰接可固定接头一侧通过法兰面连接静态扭矩传感器，另一侧通过螺纹固定在后挡板上；所述后挡板通过螺栓固定于底架端部上表面。