一种金属管材拉伸装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金属管材拉伸装置，包括装配支架和拉伸结构，该拉伸结构包括第一连接杆、第二连接杆、第一缓冲件和第二缓冲件，该第一缓冲件和第二缓冲件分别包括环形缓冲结构和缓冲接头，在该缓冲接头的一侧设置有固定杆，该固定杆垂直于该环形缓冲结构设置，该环形缓冲结构的一端套在该固定杆上，且该固定杆适宜于沿该环形缓冲结构的环内部分进行相对运动，在金属管材试件上还设置有进液口，该进液口与加压注入装置连通设置。通过本发明专利技术中的设置方式，在对管材进行内压和轴向拉伸双重载荷测试时，当管材在内压的作用下发生爆炸时，该第一缓冲件和第二缓冲件又提供了一定的活动距离，从而抵消了爆炸带来的位移，能够有效防止装置遭到破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种金属管材拉伸装置
本专利技术涉及一种金属管材拉伸装置，具体涉及一种可配合加压注入装置对金属管材进一步施加内压载荷的拉伸装置，以模拟金属管材在拉伸载荷和内压载荷共同作用下的变形甚至爆炸过程。技术背景目前，二氧化碳驱油技术已成为石油、天然气行业中的一项日趋成熟的技术，这项技术是将二氧化碳注入油层中，不仅可以提高石油的采收率，满足油田的开发需求，还可作为温室气体减排的重要地质储存手段，解决二氧化碳的封存问题。在进行二氧化碳驱油时，将二氧化碳注入油层是通过二氧化碳注入管柱实现的，二氧化碳注入管柱在井底运行过程中承受着多种复杂载荷，如注入管与套管之间的接触应力、分段注入管连接处的扭矩、高浓度二氧化碳高压注入后的内压以及注入管由于自身重力产生的轴向拉伸力，尤其对于注入深度较大的二氧化碳注入管，该轴向拉伸力则无法再被忽视。当外界环境温度升高时，高压注入的液态或气液混合态的二氧化碳可能发生相变导致压力进一步升高，一旦超过金属管材的承压能力则有可能造成注入管爆炸，进而引起大量二氧化碳泄漏甚至引发井喷等重大灾害事故。因此，为了避免上述事故的发生，制定二氧化碳注入管的相关强度标准迫在眉睫，那么需要模拟二氧化碳注入管在使用过程中发生变形甚至爆炸的过程，则必须考虑注入管在井底所承受的复杂载荷，特别是内压载荷和轴向拉伸载荷。现有技术中对金属管材施加载荷的报道已屡见不鲜，如中国专利文献CN102914471A公开了一种内压载荷的实验装置，该装置采用加压注入装置向所述金属管材中注入C02。具体包括:通过CO2储气瓶向储罐内输入5?7MPa压力的二氧化碳气体，通过制冷机制冷使储罐内的气体二氧化碳冷却至液态，然后打开阀门将液态二氧化碳注入到试压金属管件中；再通过高压泵对其加压，当压力值达到电极点压力表的预设值时，高压泵停止工作，然后通过恒温箱内的加热电阻对装有高压液态二氧化碳的金属管件加热至管内二氧化碳为超临界状态，最后对金属管件加热，以测试不同压力不同温度下超临界流体对金属管道在塑性形变方面的影响。上述实验装置可以实现内压载荷的测试，除此之外，现有技术中还有许多针对金属材料拉伸成型的装置，如中国专利文献CN203231937U公开了一种试验装置，该装置包括下部开有燕尾式的上钳口的上钳具以及一个外形与上钳口适配的、截面呈倒三角形的上夹具，所述上夹具装在上钳口内，上夹具内部具有用于固定试样上端部的锁紧装置，在上夹具与上钳口之间还设置有相接触的斜面，该斜面设有阻尼脂层。所述金属拉伸试验装置还设置有与上夹具和上钳口结构相同的下夹具和下钳口，在实际操作时，将金属材料的式样夹持在上夹具和下夹具之间进行拉伸，即可实现其性能测试。由上述现有技术可知，目前的实验装置都只能实现单一的内压载荷测试或者拉伸测试，而无法模拟出二氧化碳注入管在井底时的复杂载荷环境。并且现有技术中的拉伸装置也不适用于直接与压力注入装置配合使用，原因在于如果使用压力注入装置向管材内注入二氧化碳，那么管材在承受内压的过程中会发生形变甚至爆炸，而爆炸产生的位移会导致拉伸装置遭到严重破坏，使得装置难以多次使用。因此，如何能够设计开发一种操作方便、简单高效且可与压力注入装置配合使用的拉伸装置，对研究二氧化碳注入管在井底的安全使用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术解决的是现有技术中的拉伸试验机因没有用于固定圆柱形金属管试件的夹具，且无法配合其他加载装置联合使用的缺陷而导致的操作不便、效率较低的问题，进而提供一种操作方便、简单高效且可与压力注入装置配合使用的拉伸装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案为:一种金属管材拉伸装置，包括:装配支架，成型有相互平行设置的第一支撑板和第二支撑板；拉伸结构，设置在所述第一支撑板和第二支撑板之间，包括第一连接杆和第二连接杆，其中所述第一连接杆与所述第一支撑板连接设置，所述第二连接杆与所述第二支撑板连接设置，同时所述第一连接杆还与液压系统连接设置，适宜于在所述液压系统的作用下沿轴向进行往复运动；所述拉伸结构还设置有第一缓冲件和第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别包括:环形缓冲结构；缓冲接头，在所述缓冲接头的一侧设置有固定杆，所述固定杆垂直于所述环形缓冲结构设置，所述环形缓冲结构的一端套在所述固定杆上，且所述固定杆适宜于沿所述环形缓冲结构的环内部分进行相对运动；其中，所述第一缓冲件的环形缓冲结构与所述第一连接杆连接设置，所述第二缓冲件的环形缓冲结构与所述第二连接杆连接设置；所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头分别与金属管材试件的两端连接；并且当所述拉伸结构处于张紧状态时，所述第一连接杆、第二连接杆、第一缓冲件、第二缓冲件以及金属管材试件的中轴线处于同一水平线上；在所述金属管材试件上还设置有进液口，所述进液口与加压注入装置连通设置。所述加压注入装置包括通过管路连接设置的CO2储气瓶和储罐，其中所述储罐放置在冷箱内，所述冷箱与制冷机连接设置；所述储罐的出液口与所述金属管材试件的进液口连通设置，在所述储罐与所述金属管材试件之间设置有高压泵。所述液压系统包括液压缸和液压连接杆，所述液压连接杆贯穿所述第一支撑板设置且与所述第一连接杆连接，适宜于带动所述第一连接杆沿轴向进行往复运动。在所述金属管材试件的两端以及所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头上均设置有法兰接头，所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头上的法兰接头分别与所述金属管材试件两端的法兰接头抵触连接，在抵触连接处设置有限位筒，所述限位筒紧密环绕所述抵触连接处的法兰接头设置，适宜于将缓冲接头与金属管材试件固定连接。所述限位筒包括位于其轴截面两侧的上筒体和下筒体；所述上筒体和下筒体的一侧连接设置，且所述上筒体和下筒体可沿连接线进行旋转，在所述上筒体和下筒体的另一侧设置有卡定装置。在所述第一连接杆和所述第一支撑板之间设置有第一连接接头；在所述第二连接杆和所述第二支撑板之间设置有第二连接接头；其中，所述第一连接接头和第二连接接头分别设置有基座，所述基座呈圆柱形，在所述基座的一端设置有U型槽，所述U型槽的开口位于所述基座的端面上，贯穿所述U型槽的两个侧壁设置有螺栓；所述第一连接接头的螺栓与所述第一连接杆连接设置，所述第一连接接头的基座与所述液压连接杆连接设置；所述第二连接接头的螺栓与所述第二连接杆连接设置；所述第二连接接头的基座与所述第二支撑板固定连接。在所述装配支架的第一支撑板和第二支撑板之间的底面上设置有两个试件支架，每个所述试件支架的顶端设置有凹槽，所述凹槽的形状与所述金属管材试件的外壁形状相吻合，适宜于对所述金属管材试件进行支撑。还设置有定型拉杆，所述定型拉杆的两端分别与所述第一支撑板和第二支撑板连接设置。在所述装配支架的第一支撑板和第二支撑板之间的底面上铺设有缓冲膜；在所述装配支架的底端还贴有减震防滑膜。所述环形缓冲结构由两个相互平行且相对设置的直边和两个相对设置的弧形边组成，其中所述弧形边的内边形状与所述固定杆的外壁形状相吻合。所述金属管材试件的长度为300mm。本专利技术所述的金属管材拉伸装置具有如下优点:(I)本专利技术所述的金属管材拉伸装置，在装配支架的两个支撑板之间设置有拉伸结构，所述拉伸结构设置有第一缓冲件和第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别包括:环形缓冲结构和缓冲接头，在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属管材拉伸装置，包括：装配支架(11)，成型有相互平行设置的第一支撑板(32)和第二支撑板(33)；拉伸结构，设置在所述第一支撑板(32)和第二支撑板(33)之间，包括第一连接杆(34)和第二连接杆(35)，其中所述第一连接杆(34)与所述第一支撑板(32)连接设置，所述第二连接杆(35)与所述第二支撑板(33)连接设置，同时所述第一连接杆(34)还与液压系统连接设置，适宜于在所述液压系统的作用下沿轴向进行往复运动；其特征在于，所述拉伸结构还设置有第一缓冲件和第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别包括：环形缓冲结构(4)；缓冲接头(5)，在所述缓冲接头(5)的一侧设置有固定杆(8)，所述固定杆(8)垂直于所述环形缓冲结构(4)设置，所述环形缓冲结构(4)的一端套在所述固定杆(8)上，且所述固定杆(8)适宜于沿所述环形缓冲结构(4)的环内部分进行相对运动；其中，所述第一缓冲件的环形缓冲结构与所述第一连接杆(34)连接设置，所述第二缓冲件的环形缓冲结构与所述第二连接杆(35)连接设置；所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头(5)分别与金属管材试件(7)的两端连接；并且当所述拉伸结构处于张紧状态时，所述第一连接杆(34)、第二连接杆(35)、第一缓冲件、第二缓冲件以及金属管材试件(7)的中轴线处于同一水平线上；在所述金属管材试件(7)上还设置有进液口(31)，所述进液口(31)与加压注入装置连通设置。...

【技术特征摘要】
1.一种金属管材拉伸装置，包括: 装配支架(11)，成型有相互平行设置的第一支撑板(32)和第二支撑板(33)； 拉伸结构，设置在所述第一支撑板(32)和第二支撑板(33)之间，包括第一连接杆(34)和第二连接杆(35)，其中所述第一连接杆(34)与所述第一支撑板(32)连接设置，所述第二连接杆(35)与所述第二支撑板(33)连接设置，同时所述第一连接杆(34)还与液压系统连接设置，适宜于在所述液压系统的作用下沿轴向进行往复运动； 其特征在于，所述拉伸结构还设置有第一缓冲件和第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别包括: 环形缓冲结构(4)； 缓冲接头(5)，在所述缓冲接头(5)的一侧设置有固定杆(8)，所述固定杆(8)垂直于所述环形缓冲结构(4)设置，所述环形缓冲结构(4)的一端套在所述固定杆(8)上，且所述固定杆(8)适宜于沿所述环形缓冲结构(4)的环内部分进行相对运动； 其中，所述第一缓冲件的环形缓冲结构与所述第一连接杆(34)连接设置，所述第二缓冲件的环形缓冲结构与所述第二连接杆(35)连接设置；所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头(5)分别与金属管材试件(7)的两端连接；并且当所述拉伸结构处于张紧状态时，所述第一连接杆(34)、第二连接杆(35)、第一缓冲件、第二缓冲件以及金属管材试件(7)的中轴线处于同一水平线上；在所述金属管材试件(7)上还设置有进液口(31)，所述进液口(31)与加压注入装置连通 设置。2.根据权利要求1所述的金属管材拉伸装置，其特征在于，所述加压注入装置包括通过管路连接设置的CO2储气瓶和储罐，其中所述储罐放置在冷箱内，所述冷箱与制冷机连接设置； 所述储罐的出液口与所述金属管材试件的进液口连通设置，在所述储罐与所述金属管材试件之间设置有高压泵。3.根据权利要求1所述的金属管材拉伸装置，其特征在于，所述液压系统包括液压缸(I)和液压连接杆(2)，所述液压连接杆(2)贯穿所述第一支撑板(32)设置且与所述第一连接杆(34)连接,适宜于带动所述第一连接杆(34)沿轴向进行往复运动。4.根据权利要求1所述的金属管材拉伸装置，其特征在于，在所述金属管材试件(7)的两端以及所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头(5)上均设置有法兰接头，所述第一缓冲件和第二缓冲件的缓冲接头(5)上的法兰接头分别与所述金属管材试件(7)两端的法兰接头抵触连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振翼，周轶，钱新明，黄平，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11