[发明专利]倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法

权利要求书

1.倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置，其特征在于：包括活塞式空气压缩机(1)，控制阀，压力表(3)，导管(4)，转接头(5)，内管(6)，固定板(7)，外管(8)，外管夹具(9)，伸缩支杆，滑轮，滑槽，压力传感器(13)，电缆(14)，电脑(15)，固定架(16)；固定架(16)由伸缩支杆、滑轮和滑槽组成，通过改变伸缩支杆的长度，以及改变两滑轮之间的位置，调整出实验需要模拟的弯曲管道弧形，活塞式空气压缩机(1)产生高压气体，高压气体流经内管(6)引发振动，通过控制阀和压力表(3)的组合，调节出与实况下采集气体同样的气压，然后在电脑(15)上收集压力传感器(13)在气压通过内管(6)时振动使内管(6)变形的数据，所述的内管(6)通过外管(8)两端的固定板(7)固定于外管(8)之中，当外管(8)的弯曲形状改变时内管(6)随之同步改变，所述实验装置适用于模拟高压气井弯曲管柱的工作；所述内管(6)上的多组压力传感器(13)环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔90°分布于内管（6）上，10层共40个，测出内管(6)上各处的变形情况。

2.根据权利要求1所述倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置，其特征在于：所述的固定架(16)调整外管(8)的弯曲形状，外管(8)被3个外管夹具(9)固定住，通过改变3个外管夹具(9)的相对位置来改变外管的弯曲形状。

3.根据权利要求1所述倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置，其特征在于：所述活塞式空气压缩机(1)，控制阀，压力表(3)组合，调节出实况下采集气体同样的压力与流量的高压气流。

4.根据权利要求1所述倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置，其特征在于：所述压力传感器(13)采集的数据通过电缆(14)传输给电脑(15)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置的实验方法，其特征在于：具体使用过程包括以下几个组装和实验步骤：

S1、选择合适的位置安装实验所用的固定架(16)：首先安装滑槽，然后安装滑轮，最后再安装上伸缩支杆，调整各个装置，观察固定架(16)是否能够满足设计要求，完成各个位置的运动，调试使其正常工作；

S2、安装外管(8)：将外管夹具(9)安装到伸缩支杆的顶部，然后将固定架(16)调整至合适的位置，再将外管(8)适当弯曲并固定在外管夹具(9)上；

S3、安装压力传感器(13)：在内管(6)上安压力传感器(13)，压力传感器(13)环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔90°分布于内管(6)上，10层共40个；

S4、安装固定内管(6)：将贴有压力传感器(13)的内管(6)放入外管(8)中，在外管(8)的两端用固定板(7)将内管(6)固定住；

S5、安装气密装置：安装并固定活塞式空气压缩机(1)，连接上导管(4)、控制阀和压力表(3)，再用转接头(5)将导管(4)和内管(6)连接到一起；

S6、安装收集数据装置：将压力传感器(13)和电脑(15)用电缆(14)连接，以便收集数据；

S7、检查整套装置气密性，开机调试，使装置能够正常地工作；

S8、启动活塞式空气压缩机(1)，通过控制阀将压力调到实际情况下的压力，待压力稳定后，收集压力传感器(13)传给电脑(15)的变形数据；

S9、处理实验数据：通过压力传感器(13)的数据然后通过模态分析法得到各个点的位移、振幅，最后得到内管(6)的变形数据。