【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油工业采油井中的管杆性能试验装置，具体地说是杆管高温高压磨损试验装置及使用方法。
技术介绍
1、有杆泵采油结构简单、适应性强、维修管理方便，是目前国内外应用最广泛的机械采油方式。然而，随着油田开发的不断深入，含水率上升，高含水使抽油杆和油管间的润滑条件恶化，提液采用较大的抽汲参数也会导致有杆泵举升系统受力情况更加复杂,油井工况和技术指标变差,磨损、腐蚀、疲劳断脱等现象激增，进而导致检泵周期短、综合效益差等不适应情况发生。
2、此外，高含水导致疏松砂岩油藏油井出砂加剧，产出液中含砂量增加也会导致抽油杆、油管等磨损、断脱等现象增多，影响了有杆泵举升系统的整体寿命。为认识不同工况条件下有杆泵井杆管系统损坏规律，需要开展高含水期有杆泵井杆管腐蚀、磨损影响规律试验研究，分析杆柱屈曲失稳、井斜、含砂变化等因素对杆管损坏的影响规律。而进行有杆泵杆管腐蚀、磨损性能室内试验，需要用到往复式摩擦磨损试验设备，而现有的往复式摩擦磨损试验设备，不能同时满足模拟地层温度、压力及地层流体矿化度的试验要求。
3、中国专利、授权公告号cn202533340u公开的“立式往复管杆磨损试验装置”包括密封壳体，密封壳体由支架固定，壳体外表面连接保温套，壳体内侧壁上设有夹持油管的油管夹手，油管上设有连接压力显示器的载荷传感器，壳体内设有连接温控仪的热电偶和加热盘管，温控仪与压力显示器均设在支架上。壳体内壁另一侧设有连接抽油杆夹手的滑轨，抽油杆穿过油管连接抽油杆夹手。设在支架上的高频往复机构的往复运动柱连接于滑轨顶部，加载机构固定
4、上述技术可以模拟井筒内腐蚀介质的成分和温度等条件，开展腐蚀条件下的管杆磨损试验。可真实模拟井筒内的实际磨损工况，磨损碎屑能在重力作用下自由掉落，避免磨屑对试验结果的影响。若按现场实际的冲程和冲次进行试验，试验周期将较长，而高频往复机构可以在保证磨损总行程或磨损量的前提下，显著缩短试验周期。抽油杆与油管的接触载荷由载荷传感器读取，由加载机构准确调节控制。
5、但是，上述装置不能满足模拟地层压力条件的试验需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供杆管高温高压磨损试验装置及使用方法，解决现有往复式摩擦磨损试验设备不能同时满足模拟地层温度、压力及地层流体矿化度等条件的试验问题，为采油井中的有杆泵提供可信的试验数据。
2、本专利技术采用的技术解决方案是：杆管高温高压磨损试验装置包括减速机、固定支架和工作筒，其中：减速机固定在固定支架的上端且通过曲柄连杆组件中的曲柄和滑动连杆与安装在工作筒中的往复运动机构的动力齿轮组件连接；工作筒内部固定着框架且外壁固定着加热保温组件，工作筒的上法兰中设有连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔，所述连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔能够分别装入滑动连杆、加压管线和加载打压管线；框架设有从动销轮组件滑动光轴和动力齿轮组件滑动光轴以及推力液缸连接板和销轮支架，推力液缸连接板和销轮支架分别设置在从动销轮组件滑动光轴和动力齿轮组件滑动光轴的左右两侧，推力液缸连接板中装有限位轨道；往复运动机构安装在框架中，往复运动机构包括杆件卡具组件、从动销轮组件和动力齿轮组件，杆件卡具组件中设有试验杆件，从动销轮组件中设有从动销轮，动力齿轮组件中设有动力齿轮；通过动力齿轮组件滑动光轴安装的动力齿轮组件中的动力齿轮能够与销轮支架中的定销轮以及通过从动销轮组件滑动光轴安装的从动销轮组件中的从动销轮相啮合并在滑动连杆的带动下做往复运动；在从动销轮组件中的管件固定架中固定着试验管件，试验杆件通过杆件卡具支架安装在推力液缸连接板与试验管件之间，固定于杆件卡具支架上面的支架限位环能够沿着安装在推力液缸连接板中的限位轨道左右移动； 在推力液缸连接板的外侧固定着推力液缸，推力液缸通过加载连接管线与加载打压管线连接，推力液缸能够为试验杆件加载增加与试验管件之间的接触磨擦力；加热保温组件与接线盒连接并通过导线与电气控制柜连接。
3、优选的，所述框架还设有上连接板和下连接板，在连接板的板体中与上法兰对应设置打压管线安装孔和连杆通过孔，所述从动销轮组件滑动光轴和动力齿轮组件滑动光轴与两端的上连接板和下连接板通过螺栓螺母连接；推力液缸连接板和销轮支架分别与上连接板和下连接板焊接且位于从动销轮组件滑动光轴和动力齿轮组件滑动光轴的两侧。
4、优选的，所述动力齿轮组件中的动力齿轮通过齿轮轴安装在动力齿轮支架中，在所述动力齿轮支架外侧两端的对称位置各安装两个直线轴承二，在动力齿轮支架与动力齿轮平行的一端端部固定着连接耳板，所述连接耳板与滑动连杆通过螺栓和螺母固定；所述动力齿轮组件通过直线轴承二套装在框架中的两根动力齿轮组件滑动光轴外面且能够随着滑动连杆做往复运动。
5、优选的，所述从动销轮组件还设有管件固定架、压板、直线轴承一和从动销轮支架，从动销轮支架外部两侧对称位置各安装两个直线轴承一；在所述从动销轮支架两端通过螺栓安装管件固定架并通过压板和螺栓将试验管件固定在管件固定架的上端，所述试验管件是纵向切割的油管；所述从动销轮安装在从动销轮支架内，从动销轮组件通过两个直线轴承一整体套装在框架中的两根从动销轮组件滑动光轴外面；从动销轮的安装个数与定销轮的安装个数以及滑动连杆的移动长度相符。
6、优选的，所述杆件卡具组件还设有杆件卡具支架、杆件压紧锥体和压紧螺钉，支架限位环焊接在杆件卡具支架两端且与推力液缸连接板中的限位轨道的轨道孔相配合并能够沿着限位轨道中的轨道孔移动；试验杆件通过杆件压紧锥体和压紧螺钉安装在支架限位环下方的杆件卡具支架的板体中。
7、优选的，所述推力液缸连接板包括两条方杆和液缸固定板，液缸固定板焊接在两条方杆之间，所述限位轨道由两块半圆板体组成，两块所述半圆板体分别相向固定在液缸固定板的两侧、形成两个轨道孔。
8、优选的，所述推力液缸通过螺栓固定在液缸固定板上面，推力液缸的活塞杆与试验杆件、试验管件、动力齿轮和定销轮对应安装，推力液缸通过推力液缸接口顺次与加载连接管线、加载打压管线和试压设备连接。
9、优选的，所述曲柄连杆组件包括曲柄、连杆、接头和滑动连杆，曲柄的转动中心与顺次连接在减速机的联轴器后面的传动轴固定连接，曲柄的柄杆与曲柄轴铰接并通过曲柄轴依次与连杆、接头和滑动连杆通过螺栓和螺母连接和固定，滑动连杆的末端与动力齿轮组件中的连接耳板通过螺栓和螺母固定。
10、优选的，所述定销轮安装在销轮支架的中部安装框内，销轮支架的两端是矩形杆，销轮支架两端的矩形杆与框架焊接，销轮支架位于两根动力齿轮组件滑动光轴的下方正中。
11、优选的，所述工作筒主要由密封压环、密封法兰、上法兰、上连接法兰、筒体、下连接法兰和下法兰组成，上连接法兰和下连接法兰分别与筒体两端通过螺纹连接，上法兰和下法兰分别与上连接法兰和下连接法兰通过螺栓固定连接，其中：
12、在上法兰的连杆通过孔中安装密封法兰，所述密封法兰通过螺栓连接固定在上法兰中且在密封法兰与连杆通过孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.杆管高温高压磨损试验装置，包括减速机（1）、固定支架（2）和工作筒（14），其特征是：减速机（1）固定在固定支架（2）的上端且通过曲柄连杆组件中的曲柄（4）和滑动连杆（7）与安装在工作筒（14）中的往复运动机构的动力齿轮组件（22）连接；工作筒（14）内部固定着框架（17）且外壁固定着加热保温组件，工作筒（14）的上法兰（12）中设有连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔，所述连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔能够分别装入滑动连杆（7）、加压管线（8）和加载打压管线（9）；框架（17）设有从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）以及推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5），推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5）分别设置在从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）的左右两侧，推力液缸连接板（17-3）中装有限位轨道（17-2）；往复运动机构安装在框架（17）中，往复运动机构包括杆件卡具组件（20）、从动销轮组件（21）和动力齿轮组件（22），杆件卡具组件（20）中设有试验杆件（20-4），从动销轮组件（21）中设有从动销轮（21-
2.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述框架（17）还设有上连接板（17-1）和下连接板（17-4），在连接板（17-1）的板体中与上法兰（12）对应设置打压管线安装孔和连杆通过孔，所述从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）与两端的上连接板（17-1）和下连接板（17-4）通过螺栓螺母连接；推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5）分别与上连接板（17-1）和下连接板（17-4）焊接且位于从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）的两侧。
3.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述动力齿轮组件（22）中的动力齿轮（22-1）通过齿轮轴（22-4）安装在动力齿轮支架（22-3）中，在所述动力齿轮支架（22-3）外侧两端的对称位置各安装两个直线轴承二（22-2），在动力齿轮支架（22-3）与动力齿轮（22-1）平行的一端端部固定着连接耳板（22-5），所述连接耳板（22-5）与滑动连杆（7）通过螺栓和螺母固定；所述动力齿轮组件（22）通过直线轴承二（22-2）套装在框架（17）中的两根动力齿轮组件滑动光轴（24）外面且能够随着滑动连杆（7）做往复运动。
4.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述从动销轮组件（21）还设有管件固定架（21-2）、压板（21-3）、直线轴承一（21-4）和从动销轮支架（21-5），从动销轮支架（21-5）外部两侧对称位置各安装两个直线轴承一（21-4）；在所述从动销轮支架（21-5）两端通过螺栓安装管件固定架（21-2）并通过压板（21-3）和螺栓将试验管件（21-1）固定在管件固定架（21-2）的上端，所述试验管件（21-1）是纵向切割的油管；所述从动销轮（21-6）安装在从动销轮支架（21-5）内，从动销轮组件（21）通过两个直线轴承一（21-4）整体套装在框架（17）中的两根从动销轮组件滑动光轴（23）外面；从动销轮（21-6）的安装个数与定销轮（17-6）的安装个数以及滑动连杆（7）的移动长度相符。
5.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述杆件卡具组件（20）还设有杆件卡具支架（20-1）、杆件压紧锥体（20-3）和压紧螺钉（20-5），支架限位环（20-2）焊接在杆件卡具支架（20-1）两端且与推力液缸连接板（17-3）中的限位轨道（17-2）的轨道...
【技术特征摘要】
1.杆管高温高压磨损试验装置，包括减速机（1）、固定支架（2）和工作筒（14），其特征是：减速机（1）固定在固定支架（2）的上端且通过曲柄连杆组件中的曲柄（4）和滑动连杆（7）与安装在工作筒（14）中的往复运动机构的动力齿轮组件（22）连接；工作筒（14）内部固定着框架（17）且外壁固定着加热保温组件，工作筒（14）的上法兰（12）中设有连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔，所述连杆通过孔、传压孔和打压管线安装孔能够分别装入滑动连杆（7）、加压管线（8）和加载打压管线（9）；框架（17）设有从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）以及推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5），推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5）分别设置在从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）的左右两侧，推力液缸连接板（17-3）中装有限位轨道（17-2）；往复运动机构安装在框架（17）中，往复运动机构包括杆件卡具组件（20）、从动销轮组件（21）和动力齿轮组件（22），杆件卡具组件（20）中设有试验杆件（20-4），从动销轮组件（21）中设有从动销轮（21-6），动力齿轮组件（22）中设有动力齿轮（22-1）；通过动力齿轮组件滑动光轴（24）安装的动力齿轮组件（22）中的动力齿轮（22-1）能够与销轮支架（17-5）中的定销轮（17-6）以及通过从动销轮组件滑动光轴（23）安装的从动销轮组件（21）中的从动销轮（21-6）相啮合并在滑动连杆（7）的带动下做往复运动；在从动销轮组件（21）中的管件固定架（21-2）中固定着试验管件（21-1），试验杆件（20-4）通过杆件卡具支架（20-1）安装在推力液缸连接板（17-3）与试验管件（21-1）之间，固定于杆件卡具支架（20-1）上面的支架限位环（20-2）能够沿着安装在推力液缸连接板（17-3）中的限位轨道（17-2）左右移动；在推力液缸连接板（17-3）的外侧固定着推力液缸（19），推力液缸（19）通过加载连接管线（25）与加载打压管线（9）连接，推力液缸（19）能够为试验杆件（20-4）加载增加与试验管件（21-1）之间的接触磨擦力；加热保温组件与接线盒（26）连接并通过导线与电气控制柜连接。
2.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述框架（17）还设有上连接板（17-1）和下连接板（17-4），在连接板（17-1）的板体中与上法兰（12）对应设置打压管线安装孔和连杆通过孔，所述从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）与两端的上连接板（17-1）和下连接板（17-4）通过螺栓螺母连接；推力液缸连接板（17-3）和销轮支架（17-5）分别与上连接板（17-1）和下连接板（17-4）焊接且位于从动销轮组件滑动光轴（23）和动力齿轮组件滑动光轴（24）的两侧。
3.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述动力齿轮组件（22）中的动力齿轮（22-1）通过齿轮轴（22-4）安装在动力齿轮支架（22-3）中，在所述动力齿轮支架（22-3）外侧两端的对称位置各安装两个直线轴承二（22-2），在动力齿轮支架（22-3）与动力齿轮（22-1）平行的一端端部固定着连接耳板（22-5），所述连接耳板（22-5）与滑动连杆（7）通过螺栓和螺母固定；所述动力齿轮组件（22）通过直线轴承二（22-2）套装在框架（17）中的两根动力齿轮组件滑动光轴（24）外面且能够随着滑动连杆（7）做往复运动。
4.如权利要求1所述的杆管高温高压磨损试验装置，其特征是，所述从动销轮组件（21）还设有管件固定架（21-2）、压板（21-3）、直线轴承一（21-4）和从动销轮支架（21-5），从动销轮支架（21-5）外部两侧对称位置各安装两个直线轴承一（21-4）；在所述从动销轮支架（21-5）两端通过螺栓安装管件固定架（21-2）并通过压板（21-3）和螺栓将试验管件（21-1）固定在管件固定架（21-2）的上端，所述试验管件（21-1）是纵向切割的油管；所述从动销轮（21-6）安装在从动销轮支架（21-5）内，从动销轮组件（21）通过两个直线轴承一（21-4）整体套装在框架（17）中的两根从动...
【专利技术属性】
技术研发人员：于学信，辛林涛，叶金胜，姜国良，孙骞，王芳，曹雪梅，王进京，杨洁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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