[实用新型]一种管材全尺寸评价的四点弯曲试验装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于一种工程管材及其配套构件的测试装置技术领域，具体涉及一种油套管全尺寸评价四点弯曲试验装置。

背景技术：

定向井、大斜度井、水平井及稠油热采井等井况中，油套管可能会因受三维应力状态而发生弯曲，定向井、水平井0°～90°造斜段的弯曲度更大，为减少因油套管在井下发生弯曲失效而导致的油气井报废事故，下井前都会对管材进行带弯曲的实物评价试验。目前采用的弯曲试验在相关标准中有描述，很多检测结构根据标准要求设计了试验装置，但由于我国在油套管材全尺寸评价试验设备制造方面起步晚，所用的四点弯曲试验装置也为上个世纪90年代从国外引进的装备，在测试精度、试验功能等方面目前已不能完全满足试验要求。

中国专利局于2013年4月17日公开了公开号为CN202886213U的实用新型专利，其名称为一种石油管全尺寸弯曲试验装置，该专利由端部固定装置和弯曲载荷装置组成，端部固定装置包括端部固定座和连接端头，连接端头弯曲载荷装置连接。但是该方案存在缺陷：钢管发生弯曲变形时，承受载荷小、安全系数低，且加载数据不精确。

中国专利局于2013年9月18日公开了公开号为CN103308397A的发明专利，其名称为全尺寸金属复合管四点弯曲试验装置，该专利由底座、两个载荷支撑柱、被测金属复合管夹扣、两个加载油缸、控制器、传感器、应变片、应变仪构成，加载油缸的活塞端部与夹扣铰链，被测金属复合管夹扣设在载荷支撑柱上，这种结构可使钢管弯曲角度自行变化调节，并且被测金属复合管夹扣可相对载荷支撑柱纵向转动，夹扣可随管端角度变化自行调节。但是该方案存在缺陷：1、采用油缸加载，试验过程不稳定，弯曲度实际值会随轴向力、内压等载荷的变化而变化；2、应变片采集系统，效率低，成本高。

所以如何准确的测试管材在弯曲作用下的实物性能，评价不同弯曲度对管材实物性能的影响，对石油工程显得尤为重要。同时，准确测试出油套管材弯曲条件下的实物性能，对于提高油套管设计水平、使用安全及开发新型特殊螺纹接头管材、减少油田失效事故也有重要的意义。

实用新型内容：

为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种管材全尺寸评价的四点弯试验装置，满足工程技术的需要。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：管材全尺寸评价四点弯曲试验装置，包括卡箍组件、测力传感器、电动升降机、升降机安装板、吊桥、吊耳、扣母、单耳、双耳、拉线式位移传感器和磁吸块；所述卡箍组件由上夹头、六角螺母、弹簧垫圈、平垫圈、六角螺栓、下夹头、压板、连接球头和沉头螺钉组成，上夹头和下夹头之间由六角螺栓连接，并且下夹头底部有与连接球头间隙配合的内球面，压板将连接球头与下夹头通过螺栓连接在一起；所述卡箍组件通过连接球头自带螺纹与测力传感器的上平面连接，测力传感器的下平面与电动升降机连接；所述电动升降机通过升降机安装板与吊桥通过螺栓连接；所述吊桥与吊耳连接，吊耳与双耳和单耳连接，单耳通过自带螺纹与扣母连接，扣母与试样连接；所述拉线式位移传感器底部自带磁铁，并通过自带磁铁与吊桥吸合至一起，拉线式位移传感器的线绳端与磁吸块连接，磁吸块吸合至试样上。

本实用新型具有的优点和效果：

1、提供了仿真的工况条件，可真实反映管材及其配套构件的情况，在向试样提供弯曲变形的支撑力的同时，上夹头和下夹头可通过连接球头随试样弯曲同步转动，避免了对试样施加附加载荷，试验过程更贴近管材服役的真实状况。

2、由电动升降机代替传统的油缸加载形式，弯曲加载过程有效支撑载荷大、安全平稳，加载数据精确，弯曲度目标值到后电动升降机停止，弯曲度不会随轴向力及压力等载荷的变化而变化。

3、该试验装置能理想地完成高钢级大壁厚油套管材的极限弯曲度实物评价试验，电动升降机的丝杠较传统油缸活塞杆能承受更大的由于试样弯曲而带来的侧向力，结实可靠，同时省去了提供动力的液压系统，既易维护又环保。

4、该试验装置将试样和弯曲试验装置形成一个自平衡系统，应力不能够传递到弯曲系统之外，保证了试样在弯曲试验时受力的均匀性，避免了将弯曲载荷传到承力底座上，保护了设备的同时提高了设备整体精度。

附图说明：

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

图1为本实用新型的整体结构主视图。

图2为本实用新型的整体结构附视图。

图3为卡箍组件结构示意图。

附图标记说明如下：

整体结构标记说明