專(zhuān)利名稱(chēng):石油套管靜水試壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種套管靜水試壓裝置,特別是一種石油套管靜水試壓裝置。適用于石油套管,油管,鉆桿進(jìn)行靜水試壓。
目前石油套管靜水試壓裝置采用兩種方式管外抱緊式密封試壓和絲堵式密封試壓。管外抱緊式密封試壓裝置不損傷管材螺紋,但僅能檢測(cè)管體強(qiáng)度與漏失完好性而不能檢測(cè)螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度與漏失完好性,而絲堵式密封試壓裝置是以螺紋嚙合面塑性變形為保證密封條件,因此試壓壓力不能太高,一般不超過(guò)30MPa,易損傷管材螺紋。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以對(duì)石油套管的本體強(qiáng)度及其兩端內(nèi)、外螺紋的聯(lián)接強(qiáng)度和漏失完好性進(jìn)行靜水試壓檢測(cè),試壓壓力可高達(dá)100MPa,而又不會(huì)損傷套管螺紋的石油套管靜水試壓裝置。
本實(shí)用新型包括加壓機(jī)床、測(cè)壓機(jī)床,液壓系統(tǒng)控制箱、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、外密封頭、內(nèi)密封頭,導(dǎo)軌防護(hù)罩、防濺箱、拖鏈、套管防碰信號(hào)裝置,套管就位信號(hào)裝置,其特點(diǎn)是在加壓機(jī)床與測(cè)壓機(jī)床上對(duì)稱(chēng)裝有定心大鉗,在加壓機(jī)床上裝有加壓床頭箱,測(cè)壓機(jī)床上裝有測(cè)壓床頭箱;加壓床頭箱的箱體及測(cè)壓床頭箱的箱體的前端分別對(duì)稱(chēng)裝有前浮動(dòng)支承,其后端裝有后浮動(dòng)支承,其中間裝有旋扣蝸輪箱,在其底部裝有移動(dòng)系統(tǒng),在后支承外關(guān)節(jié)與前支承平衡圈的外圓面連接杠桿平衡裝置。前浮動(dòng)支承中設(shè)有前支承平衡圈,前支承平衡圈的內(nèi)腔裝有前支承外關(guān)節(jié)、前支承內(nèi)關(guān)節(jié)使其吻合,在前支承內(nèi)關(guān)節(jié)的內(nèi)孔兩端裝有軸承,軸承的內(nèi)孔分別裝有加壓主軸及測(cè)壓主軸,在前支承平衡圈的內(nèi)腔底端及前支承外關(guān)節(jié)的端面之間裝有彈簧,在前支承平衡圈的外圓及箱體的箱壁之間分別沿徑向均布前支承彈簧頂柱。后浮動(dòng)支承中裝有后支承內(nèi)關(guān)節(jié)、后支承外關(guān)節(jié),后支承內(nèi)關(guān)節(jié)的外表面及后支承外關(guān)節(jié)的內(nèi)表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié),后支承外關(guān)節(jié)的外徑及箱體的箱壁之間分別沿徑向均布后支承彈簧頂柱。移動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有油缸及減速箱,油缸內(nèi)裝有活塞,活塞桿的一端連接在減速箱上,減速箱內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī),它連接兩級(jí)齒輪傳動(dòng),蝸桿蝸輪傳動(dòng)及移動(dòng)齒輪,移動(dòng)齒輪與齒條嚙合。前支承外關(guān)節(jié)的內(nèi)表面及前支承內(nèi)關(guān)節(jié)的外表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié)。加壓主軸是由主軸與缸蓋螺栓連接,形成一空心油缸,缸蓋設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有接頭,接頭與端蓋螺紋連接;主軸內(nèi)腔裝有活塞,活塞為空心,活塞頂部?jī)?nèi)孔中裝有單向閥,并螺紋連接排氣裝置,其底部螺栓連接密封蓋,活塞和缸蓋內(nèi)腔之間裝有組合油管;主軸的右端設(shè)有矩形凸臺(tái),其外徑上依次設(shè)有螺紋,卡環(huán)槽、前浮動(dòng)支承的結(jié)合面,主軸右端內(nèi)徑設(shè)有接合密封面,其中間設(shè)有形成齒式聯(lián)軸器的球面外齒,其左端設(shè)有后浮動(dòng)支承的接合面。測(cè)壓主軸是由主軸與接頭螺栓連接,接頭設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有殼體與端蓋螺栓連接;主軸為空心軸,其內(nèi)腔裝有單向閥,其左端設(shè)有矩形凸臺(tái),其外圓上依次設(shè)有螺紋,卡環(huán)槽,前浮動(dòng)支承的結(jié)合面,主軸中間設(shè)有形成齒式聯(lián)軸器的球面外齒,其左端內(nèi)徑設(shè)有接合密封面,其右端設(shè)有后浮動(dòng)支承的結(jié)合面。定心大鉗上對(duì)稱(chēng)的有兩滑塊分別與卡爪用銷(xiāo)釘連接,滑塊各自通過(guò)矩形導(dǎo)軌連接在滑座上,滑座與床身固定連接;在滑座的上面裝有雙活塞油缸,油缸的兩端裝有油缸蓋,其內(nèi)腔對(duì)稱(chēng)裝有活塞,活塞的一端與滑塊由螺帽固定連接,在雙活塞油缸的上面裝有V型鐵,V型鐵上裝有光電信號(hào)開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型可以對(duì)整根套管本體的強(qiáng)度及套管兩端的內(nèi)、外螺紋的聯(lián)接強(qiáng)度和密封性能進(jìn)行綜合檢測(cè),同時(shí)又不會(huì)損傷螺紋。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實(shí)用新型加壓床頭箱及測(cè)壓床頭箱結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本實(shí)用新型加壓床頭箱的加壓主軸結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本實(shí)用新型測(cè)壓床頭箱的測(cè)壓主軸結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是本實(shí)用新型定心大鉗的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中機(jī)組成一字形排列,左面為加壓機(jī)床1,右面為測(cè)壓機(jī)床3,中間裝有液壓系統(tǒng)控制箱2,在測(cè)壓機(jī)床3的后面裝有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4。在加壓機(jī)床1、測(cè)壓機(jī)床3的床身11上分別對(duì)稱(chēng)裝有定心大鉗12,導(dǎo)軌防護(hù)罩10、套管防碰信號(hào)裝置8、套管就位信號(hào)裝置9、防濺箱7、拖鏈5,在加壓機(jī)床1上裝有加壓床頭箱14,測(cè)壓機(jī)床3上裝有測(cè)壓床頭箱6,定心大鉗12夾持著石油套管13。
在圖2中加壓床頭箱14的箱體17和測(cè)壓床頭箱6的箱體37內(nèi)的前端分別對(duì)稱(chēng)裝有前浮動(dòng)支承22,其后端裝有后浮動(dòng)支承16,其中間裝有旋扣蝸輪箱19,其底部裝有移動(dòng)系統(tǒng)21,在后支承外關(guān)節(jié)52與前支承平衡圈25的外圓面連接杠桿平衡裝置43。前浮動(dòng)支承22中設(shè)有前支承平衡圈25,在前支承平衡圈25的內(nèi)腔設(shè)有前支承外關(guān)節(jié)26,它能在前支承平衡圈25內(nèi)滑動(dòng),在前支承外關(guān)節(jié)26內(nèi)裝有前支承內(nèi)關(guān)節(jié)27,前支承外關(guān)節(jié)26的內(nèi)表面及前支承內(nèi)關(guān)節(jié)27的外表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié)。在前支承內(nèi)關(guān)節(jié)27的內(nèi)孔兩端裝有軸承28,軸承28的內(nèi)孔分別裝有加壓主軸18及測(cè)壓主軸38。在前支承平衡圈25的內(nèi)腔底端及前支承外關(guān)節(jié)27的端面之間均布24個(gè)彈簧23。在前支承平衡圈25的的外圈及箱體17、37的箱壁之間分別沿徑向均布6個(gè)前支承彈簧頂柱24。在箱體17、37內(nèi)的后箱壁上分別裝有后浮動(dòng)支承16,后浮動(dòng)支承16中裝有后支承內(nèi)關(guān)節(jié)53、后支承外關(guān)節(jié)52,后支承內(nèi)關(guān)節(jié)53的外表面及后支承外關(guān)節(jié)52的內(nèi)表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié),后支承內(nèi)關(guān)節(jié)53的內(nèi)孔復(fù)有氟塑料,加壓主軸18、測(cè)壓主軸38分別通過(guò),使其既可轉(zhuǎn)動(dòng)又可沿軸向移動(dòng)。后支承外關(guān)節(jié)52的外徑及箱體17、37內(nèi)的箱壁之間分別沿徑向均布6個(gè)后支承彈簧頂柱15。在后支承外關(guān)節(jié)52與前支承平衡圈25的外圓面連接杠桿平衡裝置43,鋼絲繩44的一端通過(guò)銷(xiāo)釘分別固定連接在后支承外關(guān)節(jié)52及前支承平衡圈25的外圓上,其另一端固接在杠桿45的端頭,通過(guò)螺栓螺母副49來(lái)調(diào)節(jié)鋼絲繩44的長(zhǎng)度,杠桿45上裝有轉(zhuǎn)動(dòng)副48,其轉(zhuǎn)動(dòng)副48的支座分別固定在箱體17和37上,杠桿45可繞轉(zhuǎn)動(dòng)副48上下擺動(dòng),在杠桿45的中間裝有平衡塊47,平衡塊47可以在各自的杠桿45上滑動(dòng)和固定,在杠桿45的另一端裝有關(guān)節(jié)軸承46,在兩個(gè)關(guān)節(jié)軸承46的內(nèi)孔連接連桿51,連桿51的一端可繞杠桿45擺動(dòng),其另一端也可繞杠桿45擺動(dòng),并可自由的在關(guān)節(jié)軸承46內(nèi)滑動(dòng),連桿51上裝有平衡塊50,可在連桿51上滑動(dòng)和固定。其作用是前浮動(dòng)支承22及后浮動(dòng)支承16組對(duì)使用,并與杠桿平衡裝置43連接共同作用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)加壓主軸18,測(cè)壓主軸38的六自由度浮動(dòng)支承。其原理是通過(guò)移動(dòng)平衡塊47在杠桿45上的位置,可以平衡掉加壓主軸18、測(cè)壓主軸38、前浮動(dòng)支承22及后浮動(dòng)支承16的重量,并可調(diào)整加壓主軸18和測(cè)壓主軸38處于水平狀態(tài)。由于對(duì)不同直徑套管試壓要使用不同直徑的外密頭29及內(nèi)密封頭30,因此根據(jù)外密封頭29及內(nèi)密封頭30的重量來(lái)更換平衡塊50,通過(guò)調(diào)整平衡塊50在連桿51上的位置,便可平衡掉外密封頭29及內(nèi)密封頭30的重量以及由此引起的重心位置變化,從而使加壓主軸18及測(cè)壓主軸38處于失重的水平狀態(tài)。
在加壓床頭箱14的箱體17和測(cè)壓床頭箱6的箱體37內(nèi)的中間分別裝有旋扣蝸輪箱19,其箱內(nèi)裝有油馬達(dá)41,帶動(dòng)弧面蝸桿蝸輪傳動(dòng)副42,通過(guò)端面十字滑塊聯(lián)軸器48、齒式聯(lián)軸器39,帶動(dòng)加壓主軸18、測(cè)壓主軸38及與之連接的外密封頭29,內(nèi)密封頭30旋轉(zhuǎn),由于杠桿平衡裝置43及前、后浮動(dòng)支承22、16使外密封頭29,內(nèi)密封頭30與套管13上扣及卸扣時(shí),能與套管13自動(dòng)對(duì)中,進(jìn)行柔性接觸,柔性旋扣,從而不損傷套管13的螺紋。
在箱體17、37的底部分別裝有移動(dòng)系統(tǒng)21,移動(dòng)系統(tǒng)21中設(shè)有油缸36及減速箱20,油缸36通過(guò)螺栓固接在箱體17、37的底面,油缸36內(nèi)裝有活塞,其活塞桿的一端鉸接在減速箱20上,減速箱20通過(guò)矩形導(dǎo)軌連接在箱體17、37的底面并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng),減速箱20內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)35,帶動(dòng)連接的兩級(jí)齒輪傳動(dòng)34、蝸桿蝸輪傳動(dòng)33和移動(dòng)齒輪31,移動(dòng)齒輪31與固定在床身11上的齒條32嚙合。為了適應(yīng)套管13的不同長(zhǎng)度,加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6必須實(shí)現(xiàn)大距離的快速調(diào)整,其過(guò)程是首先切斷油缸36的油路,使活塞桿不能伸縮,實(shí)現(xiàn)減速箱20與箱體17、37的固接,由減速箱28上的電動(dòng)機(jī)35帶動(dòng)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)34,蝸桿蝸輪傳動(dòng)33和移動(dòng)齒輪31旋轉(zhuǎn),通過(guò)齒條32嚙合,帶動(dòng)加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6快速大距離調(diào)整。在與套管13的上扣和卸扣過(guò)程中,切斷電動(dòng)機(jī)35的電源,由于蝸桿蝸輪傳動(dòng)33自鎖,油缸36中的活塞即推動(dòng)減速箱20帶動(dòng)加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6進(jìn)行旋扣前進(jìn)。
在圖3中加壓主軸18是由主軸62與缸蓋65螺栓連接,主軸62是一空心油缸,其右端設(shè)有11個(gè)矩形凸臺(tái)54與圖2中的外密封頭29的凸臺(tái)交錯(cuò)嚙合,以便實(shí)現(xiàn)旋扣扭矩的傳遞。其外徑上依次設(shè)有螺紋55、卡環(huán)槽56、前浮動(dòng)支承22的結(jié)合面57,主軸62右端內(nèi)徑設(shè)有接合密封面79,其中間設(shè)有形成圖2中齒式聯(lián)軸器39的球面外齒60,它與旋扣蝸輪箱19內(nèi)的內(nèi)齒輪嚙合,實(shí)現(xiàn)旋扣扭矩的輸入,其左端設(shè)有圖2中的后浮動(dòng)支承16的接合面64。其作用是通過(guò)螺紋55,連接圖2中的外密封頭29,通過(guò)接合密封面79實(shí)現(xiàn)主軸62與外密封頭29的接合面密封。缸蓋65設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有接頭67,其兩端裝有軸承66,接頭67與端蓋68螺栓連接,端蓋68的中心設(shè)有排氣口69,通過(guò)軟管與箱體17里的接水槽70接通。主軸62的內(nèi)腔中裝有活塞63,活塞63是空心的,其頭部?jī)?nèi)孔中裝有單向閥59并螺紋連接排氣裝置77,活塞63的底部螺栓連接密封蓋74,活塞63和缸蓋65內(nèi)腔之間裝有組合油管73。組合油管73是由不同直徑的無(wú)縫管同心套裝焊接而成,其右端設(shè)有頂桿61?;钊谠粫r(shí),頂桿61可頂開(kāi)單向閥59,加壓油孔72通過(guò)缸蓋65上同加壓油孔72相通的油孔與油腔A接通,卸壓油孔71通過(guò)缸蓋65上的同卸壓油孔71相通的油孔與組合油管73的夾道油路75連通,同時(shí)接通油腔8,排氣口69與組合油管73的中心氣道76接通,并通過(guò)氣孔107、單向閥59與排氣裝置77的排氣口58接通。當(dāng)套管13內(nèi)充裝試壓介質(zhì)時(shí),氣體經(jīng)排氣口58,單向閥59、氣孔107、氣道76、排氣口69至接水槽70排出,直至有減壓介質(zhì)流出為止。液壓油經(jīng)加壓油孔72進(jìn)入A腔,推動(dòng)活塞63向右移動(dòng),單向閥59脫離頂桿61而自動(dòng)關(guān)閉,隨著活塞63向右移動(dòng),套管13內(nèi)的試壓介質(zhì)增壓,壓力升高多少,由活塞63移動(dòng)的距離決定,最高可達(dá)100MPa。
在圖4中測(cè)壓主軸38是由主軸86與接頭89螺栓連接,接頭89設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有接頭殼體91及軸承90,并與端蓋92螺栓連接。主軸86為空心軸,其左端設(shè)有矩形凸臺(tái)80,與圖2中的內(nèi)密封頭30的凸臺(tái)交錯(cuò)嚙合,實(shí)現(xiàn)旋扣扭矩的傳遞,其外圓上依次設(shè)有螺紋81,卡環(huán)槽83,前浮動(dòng)支承22的結(jié)合面84,其中間設(shè)有形成齒式聯(lián)軸器39的球面外齒85,它與圖2中的旋扣蝸輪箱19的齒式聯(lián)軸器39的內(nèi)齒嚙合,實(shí)現(xiàn)旋扣扭矩的輸入,其右端設(shè)有后浮動(dòng)支承16的結(jié)合面88。其作用是通過(guò)螺紋81,連接圖2中的內(nèi)密封頭30,通過(guò)結(jié)合面82實(shí)現(xiàn)主軸86與圖2中的內(nèi)密封頭30的接合面密封。端蓋92的中心設(shè)有進(jìn)水口93,主軸86的內(nèi)孔裝有單向閥87,在主軸86的右面開(kāi)有一徑向孔94,以便安裝壓力檢測(cè)裝置。試壓介質(zhì)由進(jìn)水口93進(jìn)入,推開(kāi)單向閥87進(jìn)入套管13充滿(mǎn)后,單向閥87在彈簧力的作用下關(guān)閉,加壓主軸18增壓,徑向孔94處的壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)套管13的內(nèi)壓力,并將信號(hào)傳到圖1中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4進(jìn)行處理,當(dāng)壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí),壓力檢測(cè)裝置發(fā)出信號(hào),使加壓主軸18停止增壓,進(jìn)入保壓狀態(tài)。
在圖5中,定心大鉗上對(duì)稱(chēng)的兩滑塊104與卡爪106用銷(xiāo)釘105連接,滑塊104各自通過(guò)矩形導(dǎo)軌連接在滑座99上,并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng),滑座99與圖1中的床身11用螺栓連接。在滑座99的上面裝有雙活塞油缸97,油缸97的兩端裝有油缸蓋98,其內(nèi)腔對(duì)稱(chēng)裝有活塞102,活塞102的一端用螺帽103與滑塊104固定,在雙活塞油缸97的上面裝有V型鐵95,V型鐵95上裝有光電信號(hào)開(kāi)關(guān)96,其作用是接受和傳出套管13到位信號(hào)。當(dāng)套管13落到V型鐵95上后,由光電信號(hào)開(kāi)關(guān)96發(fā)出信號(hào),液壓油通過(guò)兩個(gè)油孔100推動(dòng)活塞102,帶動(dòng)滑塊104,此時(shí)卡爪106夾緊套管13,當(dāng)卸套管13時(shí),液壓介質(zhì)通過(guò)油孔101,推動(dòng)活塞102,帶動(dòng)滑塊104,卡爪106松開(kāi)套管13。
本實(shí)用新型的試壓是這樣完成的。首先套管13落到定心大鉗12的V型鐵95上,光電信號(hào)開(kāi)關(guān)96發(fā)出套管13到位信號(hào)。來(lái)自液壓系統(tǒng)控制箱2的液壓油進(jìn)入雙活塞油缸97的油孔100,推動(dòng)活塞102,帶動(dòng)滑塊104,卡爪106夾緊套管13,同時(shí)移動(dòng)系統(tǒng)21的油缸36分別推動(dòng)加壓床頭箱14及測(cè)壓床頭箱6向套管13滑動(dòng),當(dāng)套管13伸進(jìn)防濺箱7時(shí),就位信號(hào)裝置9發(fā)出信號(hào),旋扣蝸輪箱19的油馬達(dá)41轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng)42及端面十字滑塊聯(lián)軸器40,齒式聯(lián)軸器39的內(nèi)齒分別與加壓主軸18及測(cè)壓主軸38上的球面外齒60、85嚙合,帶動(dòng)加壓主軸18與測(cè)壓主軸38旋轉(zhuǎn),同時(shí)與其相連接的外密封頭29、內(nèi)密封頭30也旋轉(zhuǎn),由于蝸桿蝸輪傳動(dòng)33自鎖,油缸36中的活塞即推動(dòng)減速箱20帶動(dòng)加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6進(jìn)行旋扣前進(jìn),從而完成了上扣過(guò)程。由于前浮動(dòng)支承22,后浮動(dòng)支承16與杠桿平衡裝置43的共同作用,便可實(shí)現(xiàn)內(nèi)密封頭29及外密封頭30與套管13自動(dòng)對(duì)中,柔性接觸,柔性旋扣,而不損傷套管13兩端的螺紋,并完成對(duì)套管13的封堵,上述動(dòng)作完成后,液壓系統(tǒng)控制箱2內(nèi)的液壓壓力升高,液壓系統(tǒng)控制箱2發(fā)出信號(hào),旋扣蝸輪箱19停止轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)定心大鉗12松開(kāi)套管13,此時(shí)減壓介質(zhì)由泵經(jīng)測(cè)壓主軸38的進(jìn)水口93推動(dòng)單向閥87向套管13內(nèi)注入,同時(shí)套管13內(nèi)的氣體經(jīng)加壓主軸18的排氣口58,單向閥59、氣道76,排氣口69至接水槽70排出。當(dāng)排氣口69有水排出并且接水槽70的水位不斷的升高時(shí),預(yù)示著套管13內(nèi)的氣體已排凈,試壓介質(zhì)已充滿(mǎn)。接水槽70內(nèi)的水位信號(hào)裝置發(fā)出信號(hào),停止充試壓介質(zhì),單向閥87在彈簧力的作用下關(guān)閉,來(lái)自液壓系統(tǒng)控制箱2內(nèi)的液壓油經(jīng)加壓主軸18上的加壓油孔72進(jìn)入A腔,推動(dòng)活塞63向右移動(dòng),單向閥59脫離頂桿61自動(dòng)關(guān)閉,隨著活塞63的移動(dòng),套管13的壓力不斷升高,測(cè)壓主軸38上的徑向孔94處的壓力檢測(cè)裝置不斷的將套管13內(nèi)的壓力信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4進(jìn)行處理。當(dāng)套管13內(nèi)的壓力升高到預(yù)期設(shè)定的試驗(yàn)壓力時(shí),壓力檢測(cè)裝置發(fā)出信號(hào),加壓主軸18停止工作,同時(shí)液壓系統(tǒng)控制箱2切斷加壓主軸18的油路,開(kāi)始保壓過(guò)程,此時(shí)延時(shí)繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí),壓力檢測(cè)裝置不斷的將套管13內(nèi)的壓力信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理作出保壓曲線(xiàn),并經(jīng)打印機(jī)輸出,同時(shí)在顯示器上顯示出保壓曲線(xiàn),當(dāng)達(dá)到預(yù)定的保壓時(shí)間,延時(shí)繼電器發(fā)出信號(hào),來(lái)自液壓系統(tǒng)控制箱2的液壓油經(jīng)加壓主軸18的卸壓油孔71與組合油管73的夾道油路75進(jìn)入油腔8,動(dòng)活塞63向左移動(dòng),加壓油孔72背壓卸油,隨著活塞63向左移動(dòng),套管13內(nèi)的壓力不斷降低,頂桿61頂開(kāi)單向閥59,試壓介質(zhì)經(jīng)排氣口58,單向閥59,中心氣道76,排氣口69至接水槽70排出?;钊?3回復(fù)原位后,液壓系統(tǒng)控制箱2內(nèi)的液壓系統(tǒng)壓力升高發(fā)出信號(hào),定心大鉗12動(dòng)作,夾緊套管13,旋扣蝸輪箱19反轉(zhuǎn)進(jìn)行卸扣,同時(shí)移動(dòng)系統(tǒng)21的油缸36工作,帶動(dòng)加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6分別向左、右方向移動(dòng)。當(dāng)卸扣完畢,移動(dòng)系統(tǒng)21的油缸36使液壓系統(tǒng)控制箱2內(nèi)的液壓系統(tǒng)壓力升高,并發(fā)出信號(hào),油缸36停止工作,旋扣蝸輪箱19停止轉(zhuǎn)動(dòng),定心大鉗12松開(kāi)套管13,將套管13從定心大鉗12上移走,完成試壓過(guò)程,進(jìn)入下一根的試壓循環(huán)過(guò)程。
套管防碰信號(hào)裝置8是套管13落到定心大鉗12上時(shí),防止套管13的長(zhǎng)度超出防濺箱7而設(shè)的,當(dāng)套管13的長(zhǎng)度超出時(shí),套管防碰信號(hào)裝置8發(fā)出信號(hào),移動(dòng)系統(tǒng)21的電動(dòng)機(jī)35轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)34,蝸桿蝸輪傳動(dòng)33帶動(dòng)移動(dòng)齒輪31旋轉(zhuǎn),通過(guò)齒條32的嚙合,帶動(dòng)加壓床頭箱14和測(cè)壓床頭箱6分別向左、右方向移動(dòng),直至套管防碰信號(hào)裝置8發(fā)出信號(hào)停止,套管13才能落到定心大鉗12上,進(jìn)行上述試壓過(guò)程。通過(guò)移動(dòng)系統(tǒng)21的調(diào)整及更換定心大鉗12上的V型鐵95,便可對(duì)長(zhǎng)度7.6~14.7m,直徑
的各種規(guī)格石油套管進(jìn)行靜水壓試驗(yàn),其試驗(yàn)壓力可達(dá)100MPa。
權(quán)利要求1.一種石油套管靜水試壓裝置,包括加壓機(jī)床(1)、測(cè)壓機(jī)床(3),液壓系統(tǒng)控制箱(2)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(4)、外密封頭(29)、內(nèi)密封頭(30),導(dǎo)軌防護(hù)罩(10)、防濺箱(7)、拖鏈(5)、套管防碰信號(hào)裝置(8),套管就位信號(hào)裝置(9),其特征在于a.在加壓機(jī)床(1)與測(cè)壓機(jī)床(3)上對(duì)稱(chēng)裝有定心大鉗(12),在加壓機(jī)床(1)上裝有加壓床頭箱(14),測(cè)壓機(jī)床(3)上裝有測(cè)壓床頭箱(6);b.加壓床頭箱(14)的箱體(17)及測(cè)壓床頭箱(6)的箱體(37)的前端分別對(duì)稱(chēng)裝有前浮動(dòng)支承(22),其后端裝有后浮動(dòng)支承(16),其中間裝有旋扣蝸輪箱(19),在其底部裝有移動(dòng)系統(tǒng)(21),在后支承外關(guān)節(jié)(52)與前支承平衡圈(25)的外圓面連接杠桿平衡裝置(43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓裝置,其特征在于前浮動(dòng)支承(22)中設(shè)有前支承平衡圈(25),前支承平衡圈(25)的內(nèi)腔裝有前支承外關(guān)節(jié)(26)、前支承內(nèi)關(guān)節(jié)(27)使其吻合,在前支承內(nèi)關(guān)節(jié)(27)的內(nèi)孔兩端裝有軸承(28),軸承(28)的內(nèi)孔分別裝有加壓主軸(18)及測(cè)壓主軸(38),在前支承平衡圈(25)的內(nèi)腔底端及前支承外關(guān)節(jié)(26)的端面之間裝有彈簧(23),在前支承平衡圈(25)的外圓及箱體(17)、(37)的箱壁之間分別沿徑向均布前支承彈簧頂柱(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓裝置,其特征在于后浮動(dòng)支承(16)中裝有后支承內(nèi)關(guān)節(jié)(53)、后支承外關(guān)節(jié)(52),后支承內(nèi)關(guān)節(jié)(53)的外表面及后支承外關(guān)節(jié)(52)的內(nèi)表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié),后支承外關(guān)節(jié)(52)的外徑及箱體(17)、(37)的箱壁之間分別沿徑向均布后支承彈簧頂柱(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓裝置,其特征在于移動(dòng)系統(tǒng)(21)中設(shè)有油缸(36)及減速箱(20),油缸(36)內(nèi)裝有活塞,活塞桿的一端連接在減速箱(20)上,減速箱(20)內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)(35),它連接兩級(jí)齒輪傳動(dòng)(34),蝸桿蝸輪傳動(dòng)(33)及移動(dòng)齒輪(31),移動(dòng)齒輪(31)與齒條(32)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試壓裝置,其特征在于定心大鉗(12)上對(duì)稱(chēng)的有兩滑塊(104)與卡爪(106)用銷(xiāo)釘(105)連接,滑塊(104)各自通過(guò)矩形導(dǎo)軌連接在滑座(99)上,滑座(99)與床身(11)固定連接;在滑座(99)的上面裝有雙活塞油缸(97),油缸(97)的兩端裝有油缸蓋(98),其內(nèi)腔對(duì)稱(chēng)裝有活塞(102),活塞(102)的一端與滑塊(104)由螺帽(103)固定連接,在雙活塞油缸(97)的上面裝有V型鐵(95),V型鐵(95)上裝有光電信號(hào)開(kāi)關(guān)(96)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試壓裝置,其特征在于前支承外關(guān)節(jié)(26)的內(nèi)表面及前支承內(nèi)關(guān)節(jié)(27)的外表面設(shè)成球面相吻合,組成球關(guān)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試壓裝置,其特征在于加壓主軸(18)是由主軸(62)與缸蓋(65)螺栓連接,形成一空心油缸,缸蓋(65)設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有接頭(67),接頭(67)與端蓋(68)螺栓連接;主軸(62)內(nèi)腔裝有活塞(63),活塞(63)為空心,活塞(63)頂部?jī)?nèi)孔中裝有單向閥(59),并螺紋連接排氣裝置(77),其底部螺栓連接密封蓋(74),活塞(63)和缸蓋(65)內(nèi)腔之間裝有組合油管(73);主軸(62)的右端設(shè)有矩形凸臺(tái)(54),其外徑上依次設(shè)有螺紋(55)卡環(huán)槽(56)、前浮動(dòng)支承(22)的結(jié)合面(57),主軸(62)右端內(nèi)徑設(shè)有接合密封面(79),其中間設(shè)有形成齒式聯(lián)軸器(39)的球面外齒(60),其左端設(shè)有后浮動(dòng)支承(16)的接合面(64)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試壓裝置,其特征在于測(cè)壓主軸(38)是由主軸(86)與接頭(89)螺栓連接,接頭(89)設(shè)有臺(tái)階,其小圓上裝有殼體(91)與端蓋(92)螺栓連接;主軸(86)為空心軸,其內(nèi)腔裝有單向閥(87),其左端設(shè)有矩形凸臺(tái)(80),其外圓上依次設(shè)有螺紋(81),卡環(huán)槽(83),前浮動(dòng)支承(22)的結(jié)合面(84),主軸(86)中間設(shè)有形成齒式聯(lián)軸器(39)的球面外齒(85),其左端內(nèi)徑設(shè)有接合密封面(82),其右端設(shè)有后浮動(dòng)支承(16)的結(jié)合面(88)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種套管靜水試壓裝置,包括加壓機(jī)床、測(cè)壓機(jī)床、液壓系統(tǒng)控制箱、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在加壓機(jī)床與測(cè)壓機(jī)床上對(duì)稱(chēng)裝有定心大鉗,并分別裝有加壓床頭箱、測(cè)壓床頭箱。在加壓床頭箱及測(cè)壓床頭箱內(nèi)腔的前端分別對(duì)稱(chēng)裝有前浮動(dòng)支承,其后端裝有后浮動(dòng)支承,其中間裝有旋扣蝸輪箱,在其底部裝有移動(dòng)系統(tǒng),在后支承外關(guān)節(jié)與前支承平衡圈的外圓面連接杠桿平衡裝置。本實(shí)用新型可以對(duì)整根套管本體的強(qiáng)度及套管兩端的內(nèi)外螺紋的聯(lián)接強(qiáng)度和密封性能進(jìn)行綜合檢測(cè),同時(shí)又不會(huì)損傷套管螺紋。
文檔編號(hào)G01N3/08GK2285893SQ97208338
公開(kāi)日1998年7月8日 申請(qǐng)日期1997年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月26日
發(fā)明者楊志康, 楊冠群, 金建國(guó) 申請(qǐng)人:甘肅環(huán)球能源節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究所有限公司