管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及了石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)地理位置的需要，油田部署的油井部分為大位移定向井，其最大井斜69.5度，最大位移2991.3米。由于油井存在較大傾斜或者局部彎曲，使得抽油桿會(huì)在油管內(nèi)部彎曲，這樣就會(huì)導(dǎo)致油井內(nèi)的油管和抽油桿在抽油時(shí)相互摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致油管和抽油桿磨損特別嚴(yán)重。每年因管桿磨損導(dǎo)致的抽油桿斷脫、油管磨漏、鐵肩卡死油井等占維護(hù)油井作業(yè)的70%左右，在管桿損耗的同時(shí)增加了作業(yè)費(fèi)用和生產(chǎn)成本，縮短了油井的生產(chǎn)效率。因此需要針對(duì)管桿進(jìn)行模擬井筒內(nèi)摩擦的試驗(yàn)，驗(yàn)證抽油桿與油管的磨損情況，借此來(lái)分析評(píng)價(jià)相應(yīng)管桿材料的性能。
[0003]例如中國(guó)專利ZL201220087301.9中提供了一種立式往復(fù)管桿磨損試驗(yàn)裝置。它的密封殼體由支架固定，殼體外表面連接保溫套，殼體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有夾持油管的油管夾手，油管上設(shè)有連接壓力顯示器的載荷傳感器，殼體內(nèi)設(shè)有連接溫控儀的熱電偶和加熱盤管，溫控儀與壓力顯示器均設(shè)在支架上。殼體內(nèi)壁另一側(cè)設(shè)有連接抽油桿夾手的滑軌，抽油桿穿過(guò)油管連接抽油桿夾手。設(shè)在支架上的高頻往復(fù)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)柱連接于滑軌頂部，加載機(jī)構(gòu)固定在往復(fù)運(yùn)動(dòng)柱上。由固定密封殼體的支架、設(shè)在密封殼體內(nèi)壁上的油管夾手和滑軌、與滑軌連接的抽油桿夾手和高頻往復(fù)機(jī)構(gòu)等組成，形成縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)模擬抽油桿在油管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。
[0004]上述專利中介紹的立式往復(fù)管桿磨損試驗(yàn)裝置雖然能在一定程度上模擬油井下的管桿摩擦磨損情況，但是油管和抽油桿在大斜度油井中的實(shí)際受力摩擦情況并不等同于其試驗(yàn)裝置對(duì)抽油桿的加載力，譬如抽油桿在安裝扶正器后，扶正器的位置將直接影響抽油桿受到的摩擦力位置。如果利用上述專利中的立式往復(fù)管桿磨損試驗(yàn)裝置模擬油井下管桿的摩擦磨損情況，這樣管桿受力結(jié)果的準(zhǔn)確性將有待商榷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置。這種管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證在極限條件下，亦即抽油桿與油管完全平行對(duì)磨接觸時(shí)，第一對(duì)磨件和第二對(duì)磨件的磨損情況。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于，它包括:電機(jī)，其用于對(duì)所述管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置提供動(dòng)力；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述電機(jī)相傳動(dòng)連接；第一夾持機(jī)構(gòu)，其用于夾持第一對(duì)磨件；往復(fù)機(jī)構(gòu)，所述往復(fù)機(jī)構(gòu)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相傳動(dòng)連接，所述往復(fù)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用于夾持第二對(duì)磨件的第二夾持機(jī)構(gòu)，所述往復(fù)機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)在所述往復(fù)機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中驅(qū)使第一對(duì)磨件與所述第二對(duì)磨件進(jìn)行反復(fù)對(duì)磨的工作位置，所述第一夾持機(jī)構(gòu)與所述第二夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)設(shè)置，以使得所述第一夾持機(jī)構(gòu)與所述第二夾持機(jī)構(gòu)在反復(fù)對(duì)磨過(guò)程中相平行接觸。
[0007]優(yōu)選地，所述往復(fù)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌，以及能沿所述導(dǎo)軌的長(zhǎng)軸方向滑動(dòng)的滑塊，所述第二夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述滑塊上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述滑塊相傳動(dòng)連接。
[0008]優(yōu)選地，所述第一夾持機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)具有至少兩個(gè)工作位置，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)位于第一工作位置時(shí)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的所述第一對(duì)磨件與所述往復(fù)機(jī)構(gòu)上的所述第二對(duì)磨件相接觸；所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)位于第二工作位置時(shí)，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的所述第一對(duì)磨件與所述往復(fù)機(jī)構(gòu)上的所述第二對(duì)磨件相遠(yuǎn)離。
[0009]優(yōu)選地，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置的框架上，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)具有滑輪，所述滑輪分別與加載的重物以及用于夾持第一對(duì)磨件的托架相連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述電機(jī)相連接的傳力機(jī)構(gòu)和與所述傳力機(jī)構(gòu)相固定連接的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)與所述往復(fù)機(jī)構(gòu)相固定連接。
[0011]更進(jìn)一步地，所述傳力機(jī)構(gòu)包括帶有中心軸的轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤外緣固定連接有第一齒輪副，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸外固定套設(shè)有第二齒輪副，所述第一齒輪副與所述第二齒輪副通過(guò)鏈條相連接。
[0012]具體地，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述轉(zhuǎn)盤上的桿體，所述桿體的另一端與所述往復(fù)機(jī)構(gòu)相轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0013]另外，所述管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置還包括用于存放液體介質(zhì)的儲(chǔ)液槽，在所述第一對(duì)磨件和所述第二對(duì)磨件對(duì)磨過(guò)程中所述儲(chǔ)液槽用于將所述第一對(duì)磨件與所述第二對(duì)磨件浸在所述液體介質(zhì)中。
[0014]優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置還包括用于測(cè)量所述第一對(duì)磨件和所述第二對(duì)磨件對(duì)磨次數(shù)的計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器與所述電機(jī)相電連，所述計(jì)數(shù)器具有傳感探頭，所述傳感探頭位于所述導(dǎo)軌的端部。
[0015]另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第二夾持機(jī)構(gòu)具有至少兩個(gè)，至少一個(gè)所述第二夾持機(jī)構(gòu)上具有凸起，所述往復(fù)機(jī)構(gòu)上具有與所述第二夾持機(jī)構(gòu)的凸起相滑動(dòng)配合的滑槽。
[0016]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:克服了現(xiàn)有技術(shù)中管桿在大斜度油井中的實(shí)際受力不等于試驗(yàn)裝置對(duì)抽油桿加載力的情況，本實(shí)用新型可驗(yàn)證在極限條件下，即第一對(duì)磨件與第二對(duì)磨件平行接觸對(duì)磨時(shí)，第一對(duì)磨件和第二對(duì)磨件的磨損情況。并且可以同時(shí)對(duì)兩組或兩組以上的對(duì)磨件進(jìn)行對(duì)比摩擦試驗(yàn)，方便了對(duì)于具有相同作用力而結(jié)構(gòu)和材料不同的試驗(yàn)對(duì)磨件之間的試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。另外，本實(shí)用新型的管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置可設(shè)定往復(fù)摩擦次數(shù)，在完成了規(guī)定摩擦次數(shù)的磨損試驗(yàn)后可自動(dòng)停機(jī)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、易操作、安全可靠的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來(lái)限制本實(shí)用新型公開(kāi)的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本實(shí)用新型的理解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本實(shí)用新型。
[0018]圖1示出了本實(shí)用新型的管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0019]圖2示出了本實(shí)用新型管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置的左視圖；
[0020]圖3示出了本實(shí)用新型管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置第一夾持機(jī)構(gòu)的左視圖。
[0021]以上附圖的附圖標(biāo)記:1、電機(jī)；11、轉(zhuǎn)軸；111、第二齒輪副；2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；21、傳力機(jī)構(gòu)；211、轉(zhuǎn)盤；212、第一齒輪副；213、鏈條；22、曲柄連桿機(jī)構(gòu)；221、桿體；3、第一夾持機(jī)構(gòu)；31、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)；32、滑輪；33、托架；34、支撐桿；35、掛鉤；4、往復(fù)機(jī)構(gòu)；41、導(dǎo)軌；42、滑塊；43、滑槽；5、第二夾持機(jī)構(gòu)；51、凸起；6、框架；
【具體實(shí)施方式】
[0022]結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0023]如附圖1和附圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置，它包括電機(jī)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、第一夾持機(jī)構(gòu)3以及往復(fù)機(jī)構(gòu)4。電機(jī)I用于對(duì)管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置提供動(dòng)力。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2與電機(jī)I相傳動(dòng)連接。第一夾持機(jī)構(gòu)3用于夾持第一對(duì)磨件(圖中未示出)。往復(fù)機(jī)構(gòu)4與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2相傳動(dòng)連接，往復(fù)機(jī)構(gòu)4上設(shè)置有用于夾持第二對(duì)磨件(圖中未示出)的第二夾持機(jī)構(gòu)5，往復(fù)機(jī)構(gòu)4具有至少一個(gè)在往復(fù)機(jī)構(gòu)4作往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中驅(qū)使第一對(duì)磨件與第二對(duì)磨件進(jìn)行反復(fù)對(duì)磨的工作位置，第一夾持機(jī)構(gòu)3與第二夾持機(jī)構(gòu)5相對(duì)設(shè)置，以使得第一夾持機(jī)構(gòu)3與第二夾持機(jī)構(gòu)5在反復(fù)對(duì)磨過(guò)程中相平行接觸。
[0024]具體地，電機(jī)I最好為變頻電機(jī)。電機(jī)I的輸入端與電源相連接，電機(jī)的輸出端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2相傳動(dòng)連接。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2用于把電機(jī)I的能量傳遞給往復(fù)機(jī)構(gòu)4做往復(fù)動(dòng)作。第一夾持機(jī)構(gòu)3用于夾持第一對(duì)磨件。往復(fù)機(jī)構(gòu)4上設(shè)置的第二夾持機(jī)構(gòu)5用于夾持第二對(duì)磨件。第一對(duì)磨件與做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二對(duì)磨件在對(duì)磨過(guò)程中平行接觸反復(fù)對(duì)磨。
[0025]其中第一對(duì)磨件可以為油管，套管等；第二對(duì)磨件可以為抽油桿，扶正器等。
[0026]本實(shí)用新型的管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置在進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中，首先啟動(dòng)電機(jī)1，電機(jī)I輸出端的轉(zhuǎn)軸11將通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)4做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，固連在往復(fù)機(jī)構(gòu)4上的第二夾持機(jī)構(gòu)5也將隨著往復(fù)機(jī)構(gòu)4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第一夾持機(jī)構(gòu)3夾持的第一對(duì)磨件與第二夾持機(jī)構(gòu)5夾持的第二對(duì)磨件相平行接觸后，第一對(duì)磨件保持不動(dòng)，第二對(duì)磨件將隨著第二夾持機(jī)構(gòu)5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而與第一對(duì)磨件進(jìn)行反復(fù)對(duì)磨。
[0027]本實(shí)用新型的管桿摩擦磨損試驗(yàn)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，第一對(duì)磨件與第二對(duì)磨件的對(duì)磨面是平行接觸相互摩擦，而非現(xiàn)有技術(shù)中第一對(duì)磨件受力彎曲后與第二對(duì)磨件進(jìn)行摩擦，因此，克服了現(xiàn)有技術(shù)中管桿在大斜度油井中的實(shí)際受力不等于試驗(yàn)裝置對(duì)抽油桿加載力的情況，驗(yàn)證了在極限條件下第一對(duì)磨件和第二對(duì)磨件的接觸面平行接觸相互摩擦磨損的情況。
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