[发明专利]一种实体膨胀管带载荷弯曲膨胀试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气工业中实体膨胀管技术领域，尤其涉及一种实体膨胀管带载荷弯曲膨胀试验装置。

背景技术

实体膨胀管SET(Solid Expandable Tubular)技术是以实现“节省”井眼尺寸为目的，在井眼中将套管柱径向膨胀至所要求的直径尺寸的一种钻井、完井和修井新技术。应用该技术可以使得下入的套管层数增加，给深井、复杂地质条件的钻井和井身结构带来“革命性”的影响和重大技术经济效益。它可以将井眼变“瘦”显著降级开发成本。它将“单一井径”成为可能。

实体膨胀管技术在全世界发展应用非常迅速，国外现已成功将实体膨胀管技术应用于裸眼井完井、膨胀套管补贴和膨胀尾管悬挂等方面。目前该技术由少数几个公司所垄断，主要包括威德福公司、贝克石油工具公司、TIW公司、亿万奇公司、哈里伯顿公司等，其中应用该技术最成熟的是亿万奇公司，亿万奇公司已经研制生产出了从φ108mm到φ339.7mm规格系列的实体膨胀管。截止2015年，亿万奇公司、壳牌公司等已经在裸眼地层、大斜度井和水平井中成功地应用了2000多例膨胀套管固井/完井技术。

实体膨胀管有许多关键技术，如：实体膨胀管管材技术、膨胀管连接技术、实体膨胀管检测技术及其他配套技术等，国外公司在膨胀管系列产品的研发过程中，建立了较完善的检测技术体系，保障了其膨胀管相关产品的安全可靠性，并作为商业秘密进行管理，技术引进的成本较高。国内研制的膨胀管产品，只是按照膨胀工艺的需求，将管体和膨胀工具组装后，在地面进行了相关承内压、密封性等实物性能实验，缺乏对实体膨胀管进行膨胀性能试验的装置，国内之前的专利ZL201010285911.5、ZL201010507489.3等只是可以完成对笔直的膨胀管进行膨胀实验评价，对于膨胀管而言，目前在井下使用时由于井壁发生曲折或者水平井有大弧度造斜段而大部分都是处于弯曲的状态，而目前的评价试验装备及手段无法对这种工况下的膨胀管进行全尺寸评价试验，造成膨胀管体在井下服役过程中安全可靠性的隐患，这也是国内的膨胀管技术与国外同类技术间的重要差距。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实体膨胀管带载荷弯曲膨胀试验装置，可以在井壁发生曲折或者水平井处于弯曲状态的情况下，也可对膨胀管进行全尺寸的评价试验。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种实体膨胀管带载荷弯曲膨胀试验装置，其特殊之处在于：包括加载机架和设置在加载机架内的弯曲试验平台；

所述加载机架包括主机架，所述主机架的一端设置有液压缸，液压缸的活塞杆与拉力卡头相连，主机架另一端设置有反作用力架，反作用力架上设置有固定接头；

所述弯曲试验平台包括承载架，沿承载架轴向等距分布着多个v型滚轴，每个v型滚轴下方均连接有液压缸，承载架的一端设置有浮动套管，另一端设置有固定压板，承载架下部设置有连接支架。

进一步的，所述主机架上设置有支撑拉力卡头的卡头固定架，拉力卡头上设置有力传感器。

进一步的，所述主机架上方设置有激光位移传感器，主机架下部设置有机架托架。

进一步的，所述反作用力架通过插销与主机架上的销孔来固定位置。

进一步的，所述加载机架上方设置有保护罩。

进一步的，所述v型滚轴有5～9个。

进一步的，所述浮动套管上方设置有升角压板，下方安装有支撑油缸。

进一步的，所述固定压板通过丝杠与承载架连接，固定压板下方设置有支撑油缸。

本发明的有益效果是：本发明装置结构简单可靠，可实现对实体膨胀管进行0～30度/30米的模拟工况弯曲膨胀试验，并且可在膨胀管试样弯曲的同时，对管体两端施加0～1000kN的轴向控机械拉伸/压缩载荷，使膨胀管试样在最大80Mpa的液压力下晚餐全尺寸实物膨胀试验，可有效的模拟井下复杂工况对多种规格多种材质的实体膨胀管进行全尺寸评价试验，并且能实时记录试验过程的载荷力、液压力、膨胀锥速度和位移等关键参数，为实体膨胀管膨胀性能检测、研究评价、整管结构改进和工艺优化提供了一种有效地实验室试验装置。

附图说明

图1为本发明实施例中加载机架的结构图。

图2为本发明实施例中弯曲试验平台结构图。

图3为图2的轴向视图。

图4为本发明实施例带载荷弯曲膨胀试验的结构图。