[发明专利]模拟抽油杆‑油管磨损腐蚀环境的试验装置

摘要

本发明属于石油工程领域，涉及一种模拟抽油杆‑油管磨损腐蚀环境的试验装置。模拟抽油杆‑油管磨损腐蚀环境的试验装置包括盛液箱、简谐磨损机构、自旋磨损机构；盛液箱盛放腐蚀介质，为装置提供支撑和平衡；简谐磨损机构通过曲柄摇杆架构完成抽油杆‑油管之间的简谐磨损试验，通过吸水泵完成对抽油杆和油管的腐蚀试验；自旋磨损机构通过抽油杆试样自旋完成抽油杆‑油管之间的自旋磨损试验。本发明针对油田抽油杆‑油管之间的磨损腐蚀实验而设计，符合油田实际的磨损条件‑简谐运动磨损和自旋磨损的合成，能模拟磨损过程中两种腐蚀状态‑浸泡腐蚀和冲刷腐蚀；三爪卡盘配合顶子结构，导轨和滑槽以及定位杆等机构，能保证试样的装夹和固定更精确。

主权项

一种模拟抽油杆‑油管磨损腐蚀环境的试验装置，包括：盛液箱、简谐磨损机构、自旋磨损机构；其特征在于，盛液箱盛放试验用腐蚀介质溶液，并为装置提供支撑，保证装置平衡；简谐磨损机构通过曲柄摇杆机构完成抽油杆‑油管之间的简谐磨损试验，通过吸水泵完成对抽油杆‑油管之间的冲刷腐蚀试验；自旋磨损机构通过使抽油杆试样自旋完成抽油杆‑油管之间的自旋磨损试验；盛液箱上设有两对耳板、两根滑杆、出液开关、一对轴承座、盛液箱侧盖、底座、控制装置、换向架定位杆支撑、换向架定位杆、两个换向架导轨固定板、换向架导轨、顶子导轨、顶子定位杆支座；盛液箱为没有顶面的长方空壳，在右端面上设有一对耳板，距右端面为盛液箱长度2/3处，设有一对耳板；两对耳板关于盛液箱的长度方向对称分布；两根滑杆分别固定在盛液箱的两对耳板之间，两根滑杆关于盛液箱的长度方向对称分布，并沿盛液箱的长度方向平行设置；在右端面的底部设有出液开关，用于排出盛液箱内的试验介质；在盛液箱右端面内侧中央竖直方向的两条导轨，每条导轨顶部宽，底部窄，截面呈倒梯形；顶子定位杆支座为一圆形盲孔，设置在盛液箱底面右端中心位置；在盛液箱右端设有横板，横板上设有一对竖直相对的轴承座；简谐磨损机构，包括：简谐驱动电机、减速器、两只飞轮、八个定位销孔、夹持基座、两根摇杆、油管试样盒、加压装置、油管试样、抽油杆试样、吸水电泵、吸水管、喷水管、顶子底座、顶子定位杆、顶子；简谐驱动电机固定在盛液箱右端的横板上，简谐驱动电机与减速器相连接，动力经由减速器输出到飞轮主轴上；两只飞轮是由两个镂空圆形板加中间主轴相连而成；在每只圆形板外侧面上，都设有距中心不同距离的四个定位销孔；夹持基座为一截面为“U”型板，在“U”型底部设有四根螺柱，在“U”型两端设有两个水平横板，在横板外侧面设有一对耳板，在横板的外沿，平行于盛液箱长度方向上设有通孔，使滑杆穿过，夹持基座可以沿滑杆进行滑动；两根摇杆是截面为矩形的细长杆，两端设有销孔，分别与飞轮上的定位销孔和夹持基座侧面耳板连接；吸水电泵安装在夹持基座的横板上；吸水管安装在吸水电泵的外侧面，喷水管安装在吸水电泵的顶面上，末端分叉；油管试样盒为一矩形弧面板，板四角上设有螺栓孔，位置与夹持基座底部螺栓位置一致，内弧面设有凹槽用来放置试样，弧面中心设有加压装置，可以调节试样之间压力，并将压力数值输出到控制装置显示；油管试样为长方体试块，放置在夹持基座盖内弧面的凹槽内，随油管试样盒一同运动；抽油杆试样为一圆柱形杆；夹持基座底部螺栓通过油管试样盒四角上通孔与螺母配合；飞轮、摇杆、夹持基座以及滑杆组成曲柄摇杆机构，摇杆的长度有多个规格；分叉宽度大于油管试样盒的宽度；顶子底座为圆柱形，一端面上设有导轨滑槽，导轨滑槽顶部窄，底部宽，截面呈现梯形，与顶子导轨配合，在顶子底座侧面中心，与顶子定位杆支座相对应位置上，竖直设有一螺纹通孔；顶子定位杆为一细长螺杆，通过顶子底座上的螺纹通孔安装在顶子定位杆支座上，顶子定位杆可以在顶子定位杆支座内旋转；顶子为一小圆柱，端面大小与顶子底座的端面相同，一端中心设有倒圆锥行槽，便于圆柱形抽油杆试样对正中心，另一端面与顶子底座端面配合连接，二者可以相对转动；盛液箱侧盖为一矩形板，通过螺栓连接固定在盛液箱上，板面内侧与盛液箱接触处设有一圈密封条，在盛液箱侧盖中央偏下位置，设有温度控制器，底座为一矩形板，下面设有四个圆柱形的支撑脚，每个支撑脚下面设有平衡螺钉，调节装置平衡；在底座的右端面上设有控制装置，换向架定位杆支撑为一对相对的耳板，耳板中心部位设有圆孔，耳板设置在靠近盛液箱左端前面和顶面相交的棱长上；换向架定位杆为一细长螺杆，安装在换向架定位杆支撑上中心圆孔内，换向架定位杆可以在换向架定位杆支撑上自旋，但不能左右移动；两只换向架导轨固定板为矩形板，固定在盛液箱的侧壁上，在盛液箱左端前面和后面侧壁各有一只；在两只换向架导轨固定板中间位置，横向设置两条换向架导轨，每条导轨顶端宽，底部窄，截面为倒梯形；自旋磨损机构，包括：换向架、升降架、自旋驱动电机、小带轮、大带轮、三转卡盘、齿形带；换向架，包括：换向架导轨滑槽、换向架定位螺母、升降架定位杆支撑、升降架定位杆、两个升降架导轨；换向架为长方体空架，仅保留有前和后两个面；换向架导轨滑槽位于换向架前面和后面的外侧中央位置，横向设置，每个面上都为双滑槽，每个滑槽底部宽，顶部窄，截面为梯形，与换向架导轨相配合；换向架定位螺母为一倒“L”型板连接一螺母，设置在换向架前面边缘上，与换向架定位杆相配合；升降架定位杆支撑为两只竖直相对的耳板，耳板中心部位设有圆孔，位于换向架后面内侧；升降架定位杆为带螺纹细杆，安装在升降架定位杆支撑的圆孔内，升降架定位杆在升降架定位杆支撑内可以自旋，但相对位置不会改变；两个升降架导轨，每个导轨的截面为倒梯形，分别以竖直方向设置在换向架前面和后面内侧的中间位置；升降架，包括：升降架导轨滑槽、升降架定位螺母、升降架横板、轮轴卡；升降架为一截面为“工”字型的板，在两端翼板的外侧，沿腹板长度方向设有导轨滑槽，滑槽底部宽，顶部窄，截面为梯形，与倒梯形截面的升降架导轨相配合；在升降架一端翼板的边缘上，沿导轨滑槽方向设有升降架定位螺母，与升降架定位杆相配合，通过旋转升降架定位杆就能精确改变升降架定位螺母的位置高低，进而精确调节升降架位置的高低；在“工”字型截面一端腹板中心设有半圆形轮轴槽，轮轴卡中间呈半圆环形，两侧为耳板，与半圆形轮轴槽配合形成整圆；在“工”字型截面另一端设有升降架横板；自旋驱动电机固定在升降架横板上；小带轮与自旋驱动电机的主轴相连；大带轮固定在三爪卡盘的主轴上，主轴是空心结构，用来穿过抽油杆试样；三爪卡盘用来装夹圆柱形抽油杆试样，特点是能将试样自动对正，与顶子配合共同固定试样；三爪卡盘的主轴安装在升降架的轮轴槽内。