[實用新型]深水水下井口疲勞試驗裝置

有效

• 申請號: 201720570314.4
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN206725367U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 許亮斌;盛磊祥;周建良;陳國明;劉秀全
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02;G01N3/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

技術領域

本實用新型涉及一種疲勞試驗裝置，特別是關于一種在深水油氣鉆井裝備領域領域中應用的深水水下井口疲勞試驗裝置。

背景技術

鑒于陸上石油資源的日漸枯竭，海洋逐漸成為我國石油戰略接替的重點，尤其是我國南海深水區域豐富的油氣資源。深水水下井口是海洋油氣資源勘探與開發的關鍵設備，起到連接地層井筒系統和隔水管系統的作用。實際工作中，深水水下井口在隔水管波激振動和渦激振動的激勵下，水下井口內部出現循環交變應力，易發生疲勞損傷失效。目前，國內外主要開展深水水下井口的疲勞損傷數值模擬研究，尚未開展深水水下井口疲勞試驗研究，鑒于深水水下井口結構復雜，數值模擬與仿真難以準確識別水下井口疲勞損傷性能及熱點，需要進一步開展深水水下井口疲勞試驗研究。為了實現深水水下井口疲勞試驗，需設計一套深水水下井口疲勞試驗裝置，通過水下井口疲勞試驗識別井口疲勞損傷熱點及疲勞性能曲線，從而為準確的水下井口疲勞損傷評估奠定基礎。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種深水水下井口疲勞試驗裝置，其結構簡單，試驗能耗低，試驗精度高，安全性能好，具有較強的水下井口疲勞試驗能力。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種深水水下井口疲勞試驗裝置，其特征在于：該裝置包括動力與控制系統、傳動系統、井口系統、數據采集與處理系統以及安全防護罩；所述數據采集與處理系統將采集到所述井口系統的狀態數據傳輸至所述動力與控制系統，所述動力與控制系統根據接收到的狀態數據驅動所述控制傳動系統；并在所述井口系統上部設置有所述安全防護罩，且所述傳動系統也位于所述安全防護罩內；所述動力與控制系統包括電動機、變頻控制器和計算機；所述電動機通過所述變頻控制器與所述計算機。

進一步，所述傳動系統包括撓性聯軸器、錐齒輪組、傳動軸、軸承、法蘭、法蘭蓋和偏心質量塊；所述撓性聯軸器一端通過所述錐齒輪組與所述電動機輸出軸連接，所述撓性聯軸器另一端通過銷釘和第一平鍵與所述傳動軸一端連接；所述傳動軸另一端安裝在所述軸承內部，且所述軸承位于所述法蘭內，并在所述法蘭上設置有所述法蘭蓋；所述傳動軸另一端通過所述法蘭與所述井口系統連接；靠近所述法蘭側的所述傳動軸上設置有所述偏心質量塊。

進一步，所述偏心質量塊包括主偏心塊和附加偏心塊；所述主偏心塊穿設在所述傳動軸上，在所述傳動軸與所述主偏心塊之間設置第二平鍵和擋圈；所述附加偏心塊位于所述主偏心塊一端，且所述附加偏心塊對稱設置在所述主偏心塊兩側。

進一步，所述撓性聯軸器為萬向伸縮聯軸器。

進一步，所述井口系統包括防噴器組、高壓井口、表層套管、導管、水泥環和低壓井口；所述防噴器組頂部與所述法蘭通過螺栓連接，所述防噴器組底部與所述高壓井口頂部連接；所述高壓井口底部與所述表層套管連接；所述表層套管設置在所述導管內部，所述導管位于土壤內；位于所述導管與所述表層套管之間的環空空間內設置有水泥形成所述水泥環，且所述導管與所述低壓井口連接，所述低壓井口與所述水泥環之間存在空隙構成水泥環出口。

進一步，所述高壓井口底部與所述表層套管之間、所述低壓井口與所述導管之間的連接方式都采用焊接；所述導管采用多個子管構成，相鄰子管之間采用螺紋接頭連接，所述表層套管采用多個套管構成，相鄰套管之間也采用所述螺紋接頭連接。

進一步，所述表層套管上還設置有測試引線，所述測試引線通過所述水泥環出口與所述數據采集與處理系統連接。

進一步，所述防噴器組內設置有配重塊。

進一步，所述數據采集與處理系統包括應變式傳感器和應變儀；所述應變式傳感器粘貼在所述導管和表層套管的所述螺紋接頭處，以及所述高壓井口底部與所述表層套管之間、所述低壓井口與所述導管之間的焊縫處；所述應變式傳感器通過測試引線與所述應變儀連接，且所述表層套管的測試引線也與所述應變儀連接，所述應變儀與所述計算機連接。

進一步，所述安全防護罩為對稱兩半式結構，對稱面法向開有通孔，且所述通孔沿軸向均布；所述安全防護罩底部安裝萬向輪。