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CN115096716A - 一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置 - Google Patents

一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，包括井壁管道和底座，所述井壁管道的外壁设置有活动组件，所述活动组件的下方安装有横梁，所述活动组件中的弧形梁处的外侧设置有挤压组件，通过齿环、齿轮、齿条、球体和井壁管道之间的配合，在确定好位置后，使用者可通过外界的钢丝绳缠绕在齿环的上端挂杆处，随后通过钢丝绳拉动齿环进行转动，使齿环可通过多个齿轮驱使齿条向内移动，进而齿条即可带动球体挤压井壁管道的外壁，通过不断的挤压实现井壁管道的外壁变形，可用于观测井壁管道的变形程度即反映井下岩层抗压强度大小，避免了现有技术不便于对井下岩层抗压强度进行测试的实验问题。

Description

一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置
技术领域
本发明涉及油气井技术领域，具体为一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置。
背景技术
油气井，亦称生产井。专门为采出地下石油或天然气，按一定的布井系统在地层中钻成的孔眼。油气井在钻探过程中，井壁管道会受到地层压力的影响发生变形破坏，清楚井壁管道的变形程度可以反应井下管道所承受的地层压力，调整泥浆密度，改变井壁附近应力状态，实现井壁稳定的目的。虽然现有技术能够实现实验测试，但是通常需要在专业的测试台处，导致具体的价格或过程难以接受，因此现有技术不便于对井下井壁管道进行抗压强度的测试实验问题，同时仍存在进行实验检测的结构需要不断的拆卸安装进行实验检测的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，以解决上述背景技术中提出的不便于对井壁管道进行抗压强度测试实验问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，包括井壁管道和底座，所述井壁管道的外壁设置有活动组件，所述活动组件的下方安装有横梁，所述活动组件中的弧形梁处的外侧设置有挤压组件。
优选的，所述挤压组件包括齿环，所述齿环位于井壁管道的外壁外侧，所述齿环的内壁啮合有多个齿轮，所述齿轮的外壁均啮合相连有齿条，所述齿条的内侧末端固接有球体，所述球体的内侧均与井壁管道固定相连，所述齿轮的内壁通过转轴与支杆转动相连。
优选的，所述横梁的下端通过多个第一支架与第一滚轮转动相连。
优选的，所述活动组件包括弧形梁，所述弧形梁的下方末端均通过螺栓与横梁固定相连，所述弧形梁的内壁加工有多个缺口，所述缺口的内部均滑动相连有齿条，且弧形梁的外壁均与支杆的内壁固定相连，所述弧形梁的内壁通过多个第二支架与第二滚轮转动相连，且第二滚轮的内壁与井壁管道的外壁相贴合。
优选的，所述底座的上端内壁与井壁管道相贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置反映油气井井下岩层压力大小，通过地面观测装置实现：
通过齿环、齿轮、齿条、球体和井壁管道之间的配合，在确定好位置后，使用者可通过外界的钢丝绳缠绕在齿环的上端挂杆处，随后通过钢丝绳拉动齿环进行转动，使齿环可通过多个齿轮驱使齿条向内移动，进而齿条即可带动球体挤压在井壁管道的外壁，通过不断的挤压实现井壁管道的外壁变形，即可用于检测井壁管道的抗压强度测试，避免了现有技术不便于对井壁管道进行抗压强度测试实验问题；
通过第二滚轮、弧形梁、第一滚轮和井壁管道之间的配合，使用者可将整体结构通过多个第二滚轮安装在井壁管道的外壁，并通过第一滚轮与地面接触获得支撑，在使用时整体结构可通过第二滚轮在井壁管道的外壁移动，实现实时调整具体的实验位置，如此使用者即可在实验结束后快速将整体结构移动至下一个位置进行再次检测，避免了进行实验检测的结构需要不断的拆卸安装进行实验检测的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为图1中B处的结构示意图；
图4为图1中C处的结构示意图；
图5为图1中D处的结构示意图。
图中：1、井壁管道，2、底座，3、螺栓，4、第一支架，5、挤压组件，5a1、齿轮，5a2、齿环，5a3、球体，5a4、齿条，5a5、支杆，5a6、转轴，5b1、气压缸，5b2、基座，5b3、气压杆，6、活动组件，6a1、缺口，6a2、第二滚轮，6a3、第二支架，6a4、弧形梁，7、横梁，8、第一滚轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，包括井壁管道1和底座2，井壁管道1的外壁设置有活动组件6，活动组件6的下方安装有横梁7，活动组件6中的弧形梁6a4处的外侧设置有挤压组件5。
挤压组件5包括齿轮5a1、齿环5a2、球体5a3、齿条5a4、支架5a5和转轴5a6，齿环5a2位于井壁管道1的外壁外侧，齿环5a2的内壁啮合有多个齿轮5a1，齿轮5a1的外壁均啮合相连有齿条5a4，齿环5a2的内壁只有一部分加工有齿牙，其前后方向凸出一部挡板与齿轮5a1配合即可限制齿环5a2的具体位置，齿条5a4的内侧末端固接有球体5a3，齿环5a2的上端中心加工有用于钢丝绳挂接的凸杆，球体5a3的内侧均与井壁管道1固定相连，齿轮5a1的内壁通过转轴5a6与支杆5a5转动相连，横梁7的下端通过多个第一支架4与第一滚轮8转动相连；
通过齿环5a2、齿轮5a1、齿条5a4、球体5a3和井壁管道1之间的配合，在确定好位置后，使用者可通过外界的钢丝绳缠绕在齿环5a2的上端挂杆处，随后通过钢丝绳拉动齿环5a2进行转动，使齿环5a2可通过多个齿轮5a1驱使齿条5a4向内移动，进而齿条5a4即可带动球体5a3挤压在井壁管道1的外壁，通过不断的挤压实现井壁管道1的外壁变形，即可用于检测井壁管道1的抗压强度测试，避免了现有技术不便于对井壁管道进行抗压强度测试实验问题。
活动组件6包括缺口6a1、第二滚轮6a2、第二支架6a3和弧形梁6a4，弧形梁6a4的下方末端均通过螺栓3与横梁7固定相连，弧形梁6a4的内壁加工有多个缺口6a1，缺口6a1的内部均滑动相连有齿条5a3，齿条5a3可在缺口6a1的内部进行移动，且弧形梁6a4的外壁均与支杆5a5的内壁固定相连，弧形梁6a4的内壁通过多个第二支架6a3与第二滚轮6a2转动相连，弧形梁6a4可对第二滚轮6a2进行转动支撑，且第二滚轮6a2的内壁与井壁管道1的外壁相贴合，底座2的上端内壁与井壁管道1相贴合；
通过第二滚轮6a2、弧形梁6a4、第一滚轮8和井壁管道1之间的配合，使用者可将整体结构通过多个第二滚轮6a2安装在井壁管道1的外壁，并通过第一滚轮8与地面接触获得支撑，在使用时整体结构可通过第二滚轮6a2在井壁管道1的外壁移动，实现实时调整具体的实验位置，如此使用者即可在实验结束后快速将整体结构移动至下一个位置进行再次检测，避免了进行实验检测的结构需要不断的拆卸安装进行实验检测的问题。
工作原理
当需要此油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，使用时首先使用者可先将井壁管道1依次放置在固定在地面上的底座2的内部，实现井壁管道1的依次对准摆放，随后使用者可将整体结构通过多个第二滚轮6a2安装在井壁管道1的外壁，并通过第一滚轮8与地面接触获得支撑，在使用时整体结构可通过第二滚轮6a2在井壁管道1的外壁移动，实现实时调整具体的实验位置，如此使用者即可在实验结束后快速将整体结构移动至下一个位置进行再次检测，避免了进行实验检测的结构需要不断的拆卸安装进行实验检测的问题，在确定好位置后，使用者可通过外界的钢丝绳缠绕在齿环5a2的上端挂杆处，随后通过钢丝绳拉动齿环5a2进行转动，使齿环5a2可通过多个齿轮5a1驱使齿条5a4向内移动，进而齿条5a4即可带动球体5a3挤压在井壁管道1的外壁，通过不断的挤压实现井壁管道1的外壁变形，即可用于观测井壁管道1的变形程度即反映井下岩层抗压强度大小，避免了现有技术不便于对井下岩层抗压强度进行测试的实验问题。
实施例2
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其中挤压组件5还包括气压缸5b1、基座5b2和气压杆5a3，气压缸5b1分别位于横梁7的上方，气压缸5b1的型号可根据具体使用情况而定，气压缸5b1的下端均固接有基座5b2，基座5b2的的内部通过销轴与横梁7转动相连，气压缸5b1的内壁贴合有气压杆5b3，气压杆5b3可驱动齿环5a2进行转动，气压杆5b3的末端通过销轴与齿环5a2转动相连；
通过气压缸5b1、齿环5a2、井壁管道1、球体5a3和气压杆5b3之间的配合，通过两侧的气压缸5b1控制，使气压缸5b1的内部气压杆5b3进行伸缩如此驱使齿环5a2进行转动，使得齿环5a2可持续给球体5a3施加压力，持续挤压在套管1的外壁，可用于检测套管1的抗压能力，避免了现有技术不便于对套管外壁的抗压能力进行测试实验的问题。
工作原理
当需要此油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其余装置与上述使用方式一致，仅在驱动齿环5a2转动时，可通过两侧的气压缸5b1控制，使气压缸5b1的内部气压杆5b3进行伸缩如此驱使齿环5a2进行转动，使得齿环5a2可持续给球体5a3施加压力，持续挤压在套管1的外壁，可用于检测套管1的抗压能力，避免了现有技术不便于对套管外壁的抗压能力进行测试实验的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，包括井壁管道(1)和底座(2)，其特征在于：所述井壁管道(1)的外壁设置有活动组件(6)，所述活动组件(6)的下方安装有横梁(7)，所述活动组件(6)中的弧形梁(6a4)处的外侧设置有挤压组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其特征在于：所述挤压组件(5)包括齿环(5a2)，所述齿环(5a2)位于井壁管道(1)的外壁外侧，所述齿环(5a2)的内壁啮合有多个齿轮(5a1)，所述齿轮(5a1)的外壁均啮合相连有齿条(5a4)，所述齿条(5a4)的内侧末端固接有球体(5a3)，所述球体(5a3)的内侧均与井壁管道(1)固定相连，所述齿轮(5a1)的内壁通过转轴(5a6)与支杆(5a5)转动相连。
3.根据权利要求1所述的一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其特征在于：所述横梁(7)的下端通过多个第一支架(4)与第一滚轮(8)转动相连。
4.根据权利要求1所述的一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其特征在于：所述活动组件(6)包括弧形梁(6a4)，所述弧形梁(6a4)的下方末端均通过螺栓(3)与横梁(7)固定相连，所述弧形梁(6a4)的内壁加工有多个缺口(6a1)，所述缺口(6a1)的内部均滑动相连有齿条(5a3)，且弧形梁(6a4)的外壁均与支杆(5a5)的内壁固定相连，所述弧形梁(6a4)的内壁通过多个第二支架(6a3)与第二滚轮(6a2)转动相连，且第二滚轮(6a2)的内壁与井壁管道(1)的外壁相贴合。
5.根据权利要求1所述的一种油气井井下岩层抗压强度的地面观测实验装置，其特征在于：所述底座(2)的上端内壁与井壁管道(1)相贴合。
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