[发明专利]围压条件下磨料射流割缝试验台

摘要

一种围压条件下磨料射流割缝试验台。该试验台包括增压装置、供水装置、粒子储存装置、粒子注入装置和围压切割装置；所述增压装置包括高压泵和高压管道，所述粒子储存装置包括大水箱、小水泵、小水箱以及过滤网，所述螺旋推进器包括高压粒子储存罐、压力表以及高压软管，所述粒子注入装置包括管线和1号步进电机，所述围压切割装置包括高压密封外壳、切割头、导轨、滑块、丝杠、支撑架、O型密封圈、节流管线以及2号步进电机。该种试验台能够模拟磨料射流在海底井下的切割环境、能测得磨料射流击穿套管的时间和磨料射流速度之间的关系、同时也能对切割后套管的性能参数进行分析，为分析磨料射流在井下切割套管的切割情况及相关影响因素提供了可靠的实验装置。

主权项

1.一种围压条件下磨料射流割缝试验台，包括增压装置、供水装置、粒子储存装置、粒子注入装置和围压切割装置；/n所述的增压装置包括高压泵（1）、1号管线（2）和抽水管（6）；高压泵（1）的入水口通过抽水管（6）和大水箱（3）进行连接，高压泵（1）的出水口通过1号管线（2）和4号管线（8）进行连接；/n所述的供水装置包括大水箱（3）、小水箱（4）、过滤层（16）、小水泵（5）、2号管线（24）和3号管线（25），小水箱（4）用于接收切割装置出水口（43）的混合液体，过滤层（16）安装在小水箱（4）当中，用于过滤混合液体中的磨料，小水泵（5）与2号管线（24）和3号管线（25）相连接，用于将小水箱（4）中经过过滤的水抽到大水箱（3）之中；/n所述的粒子储存装置包括高压软管（7）、1号压力表（9）、粒子储存罐（10）、1号开关（14）、2号开关（15）和固定架（11）；其中，粒子储存罐（10）放在固定架（11）之中，并通过高压软管（7）和4号管线（8）相连接，以使得高压泵（1）中的高压水流进入粒子储存罐（10），保证粒子储存罐中（10）的压力；1号压力表（9）与4号管线（8）相连接，用以检测管线中的压力；1号开关（14）安装在高压软管（7）和粒子储存罐（10）的连接处，用于控制高压水流进入粒子储存罐（10），2号开关（15）安装在粒子储存罐（10）的出口处，用于控制粒子进入水射流形成磨料射流；粒子储存罐（10）的出口和螺旋推进器（12）的入口相连接，以保证粒子可以进入所述粒子注入装置；/n所述的粒子注入装置包括螺旋推进器（12）、1号步进电机（17）、固定底架（21）和变速器（22）；其中，螺旋推进器（12）、1号步进电机（17）以及变速器（22）都固定在固定底架（21）上，固定底架（21）固定在底座（23）上；螺旋推进器（12）和1号步进电机（17）通过变速器（22）连接，以使得电机转动时便可带动螺旋推进器（12）进行转动，螺旋推进器（12）的入口和粒子储存罐（10）的出口相连接，螺旋推进器（12）的出口与5号管线（13）相连接，而5号管线（13）又与4号管线（8）和入水管（19）相连接，以使得混合后的磨料射流能够进入围压切割装置；/n所述的围压切割装置包括围压壳（26）、左端盖（27）、右端盖（28）、2号步进电机（29）、丝杠（30）、固定板（31）、上支架（32）、下支架（33）、固定圈（34）、导轨（35）、滑块（36）、电机固定架（37）、密封圈（38）、密封盖（39）、切割头（40）、丝杠扣（41）、套管（46）、固定底板（45）、内置压力表（47）、压力表挡板（48）、节流管线（49）、2号压力表（50）、入水管（19）和出水管（20）；其中，导轨（35）和滑块（36）的截面形状均为燕尾槽形状，滑块（36）为细长方体；需要割缝的套管（46）是通过两个固定圈（34）固定在固定板（31）上，固定板（31）又与两个滑块（36）通过螺纹连接，而滑块（36）与两条导轨（35）配合使用，两条导轨（35）通过螺纹固定在下支架（33）上，而下支架（33）又与上支架（32）通过螺纹连接；下支架（33）和上支架（32）的末端均是与围压壳（26）直接接触，以防止套管在磨料射流的冲击作用下发生偏移运动；围压壳（26）的左端通过密封圈（38）和左端盖（27）用螺栓进行密封，围压壳（26）的右端通过密封圈（38）和右端盖（28）用螺栓进行密封连接，右端盖（28）上安装着2号压力表（50），用以检测实验时围压的大小，同时围压壳（26）通过螺栓固定在固定底板（45）上；内置压力表（47）和压力表挡板（48）安装在围压壳（26）的内侧，和切割头（40）相对应；压力表挡板（48）放置在内置压力表（47）的前方，并与内置压力表（47）相互接触，所述内置压力表用于检测磨料射流击穿套管（46）之后水流到达内置压力表（47）处的冲击压力以及给2号步进电机（29）提供转动的脉冲信号；压力表挡板（48）前后用销钉进行固定；/n下支架（33）的左端开有一个小孔，而左端盖（27）上也开有一相同的小孔，两孔通过销钉联结，以防止两支架在围压壳（26）内发生转动；2号步进电机（29）和丝杠（30）连在一起，同时用密封盖（39）盒密封材料进行密封，丝杠扣（41）和固定板（31）焊接在一起，丝杠（30）和丝杠扣（41）配合连接，当2号步进电机（29）带动丝杠（30）进行转动时，固定板（31）会带着需要割缝的套管在轴向方向进行移动；切割头（40）固定在右端盖（28）上，通过连接扣与入水管（19）相连接，出水管（20）通过连接扣与右端盖（28）上的出水口相连接；出水管（20）通过节流管线（49）和6号管线（42）与小水箱（4）进行连接；所述节流管线（49）的内径小于本装置中的其他管线的内径。/n