[发明专利]应力试验用夹具和应力试验方法

说明书

应力试验用夹具(10)包括上侧缸(12)、下侧缸(14)以及框架(16)。框架(16)具有收纳空间(16a)、上侧贯通孔(16b)以及下侧贯通孔(16c)。试件(20)配置于收纳空间(16a)，上侧缸(12)插入于上侧贯通孔(16b)，下侧缸(14)插入于下侧贯通孔(16c)。上侧缸(12)和下侧缸(14)以试件(20)、上侧缸(12)以及下侧缸(14)同轴配置的方式固定试件(20)。

技术领域

本发明涉及应力试验用夹具和应力试验方法，特别涉及能够适用于棒状试件的应力试验的夹具和试验方法。

背景技术

在油井和气井(在本说明书中将油井和气井统称为“油井”)中利用油井管。油井具有腐蚀环境。因此，要求油井管具有耐腐蚀性。关于油井管的种类，包括套管和油管。套管插入于坑井。在套管与坑壁之间填充有水泥，套管固定于坑内。油管插入于套管内，供油和气等生产流体通过。在要求油井管具有耐腐蚀性的同时还要求油井管具有较高的强度。油井管的强度等级通常由管轴线方向上的拉伸屈服强度来定义。油井管的用户进行试钻或地质调查等而推测作为挖掘的对象的油井的环境(地层压力、生产流体的温度以及生产流体的压力)，选择能够耐用的强度等级的油井管。近年，油井越来越深，不仅要求较高的拉伸屈服强度，还要求较高的压缩屈服强度。因此，对油井管预先进行用于掌握产生拉伸应力和压缩应力时的变形行为的试验。

作为用于掌握钢材的产生压缩应力时的变形行为的试验，例如能够举出在ASTME9-09中制定的压缩试验。在该压缩试验中，利用平坦的压缩夹具按压圆柱状的试件的上端面和下端面。由此，能够在试件产生压缩应力。

然而，在钢材的压缩试验中，试件的压曲成为问题。例如，于在上述的ASTM E9-09中制定的压缩试验中，若按压试件的压缩夹具的按压面的平面度降低，则存在压缩夹具的按压方向相对于试件的轴线方向倾斜的情况。由此，存在产生试件的压曲的情况。

因此，提出了用于防止上述那样的压曲的夹具。例如，专利文献1所公开的应力试验夹具具有用于保持试件的上端部的凸缘(以下称为上凸缘。)、用于保持试件的下端部的凸缘(以下称为下凸缘。)、用于固定上凸缘的上侧固定构件、用于固定下凸缘的下侧固定构件以及上下贯穿上侧固定构件的两根引导件。

在专利文献1所公开的应力试验夹具中，通过使上侧固定构件上下移动而使上凸缘上下移动。由此，能够在保持于上凸缘的试件产生压缩应力和拉伸应力。另外，在专利文献1的应力试验夹具中，能够使上侧固定构件沿着引导件上下移动，因此能够抑制上侧固定构件在上侧固定构件上下移动时倾斜的状况。由此，能够抑制固定于引导件的上凸缘倾斜，因此能够抑制对试件施加的压缩载荷和拉伸载荷的负荷方向相对于试件的轴线方向倾斜的状况。其结果，能够抑制压曲的产生。

另外，在专利文献2中公开了压缩试件压曲防止夹具。在专利文献2所公开的夹具中，通过利用多个构件包围试件的平行部来阻止平行部产生弯曲。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-241530号公报

专利文献2：日本实开昭61-102851号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的夹具中，必须利用螺钉等将保持试件的上端部的上凸缘固定于上侧固定构件。因此，若未充分地提高上凸缘与上侧固定构件之间的组装精度，则即使能够利用引导件抑制上侧固定构件的倾斜，也存在上凸缘倾斜的情况。由此，存在对试件施加的压缩载荷和拉伸载荷的负荷方向倾斜而无法充分地抑制压曲的产生的可能。