一種注水井管柱受力測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及采油工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種注水井管柱受力測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)對(duì)大斜度井開發(fā)相關(guān)技術(shù)和與其配套的井下工具的研發(fā)不斷深入，采用注水管柱對(duì)大斜度井進(jìn)行分層注水已成為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要技術(shù)方案。我國(guó)大斜度井分層注水開發(fā)過(guò)程中，由于大斜度井自身井況和井身結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，注水井內(nèi)高溫高壓環(huán)境和注水壓力產(chǎn)生較大波動(dòng)的影響，使注水管柱在注水開發(fā)過(guò)程中的坐封、注水和洗井等工藝階段中管柱變形較大，使注水井的分層注水的效果差，使其對(duì)我國(guó)油田后續(xù)開發(fā)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
[0003]大斜度井在采用注水管柱進(jìn)行注水過(guò)程中，管柱在井筒內(nèi)的受力會(huì)受到自重、摩擦力、粘滯摩阻、井筒壓力等多種因素的綜合影響，受力十分復(fù)雜。同時(shí)，由于大斜度井地層的不確定性和大斜度井型及各段曲率不同，注水管柱在井下受力與變形很復(fù)雜，注水管柱力學(xué)分析理論研宄的可靠性需要依靠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。因此，研制并研宄了一種注水井管柱受力測(cè)試裝置及受力測(cè)試方法，用于大斜度井注水管柱的載荷測(cè)試，以實(shí)測(cè)井下管柱在注水作業(yè)過(guò)程中的受力變化情況。
[0004]現(xiàn)有的受力測(cè)試裝置尚難以實(shí)現(xiàn)在滿足受力測(cè)試的可靠性和精度的同時(shí)，確保測(cè)試作業(yè)時(shí)間和使用壽命，且無(wú)法有效克服井筒內(nèi)地下液體、復(fù)雜施工工藝和注水對(duì)測(cè)試元件的影響，施工方法不便于現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了提高大斜度井注水過(guò)程中對(duì)注水管柱受力測(cè)試的可靠性和精度，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種注水井管柱受力測(cè)試裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種注水井管柱受力測(cè)試裝置，包括:內(nèi)筒、外筒和管接頭，所述內(nèi)筒與所述外筒兩端密封，所述內(nèi)筒與所述外筒的環(huán)空區(qū)域設(shè)置有密封電氣艙，內(nèi)筒與管接頭之間通過(guò)螺紋連接和O型密封圈形成環(huán)形密封空腔；
[0007]所述密封電氣艙內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)用于測(cè)量所述內(nèi)筒應(yīng)力變化的應(yīng)變片以及數(shù)據(jù)采集電路，所述應(yīng)變片粘附在環(huán)形密封空腔上方范圍內(nèi)的密封電氣艙內(nèi)筒壁面上，以隔絕注水、試壓過(guò)程中管柱內(nèi)流體產(chǎn)生的內(nèi)壓對(duì)應(yīng)變片測(cè)量的影響，保證應(yīng)變片對(duì)注水管柱軸向應(yīng)力的準(zhǔn)確測(cè)量。
[0008]進(jìn)一步的，在所述內(nèi)筒的中部周向每間隔90°均勻粘附4組所述應(yīng)變片；
[0009]每一組所述應(yīng)變片包括相鄰設(shè)置的一枚水平應(yīng)變片與一枚垂直應(yīng)變片，所述水平應(yīng)變片的長(zhǎng)度方向與所述內(nèi)筒的長(zhǎng)度方向平行，所述垂直應(yīng)變片的長(zhǎng)度方向與所述內(nèi)筒的長(zhǎng)度方向垂直。
[0010]進(jìn)一步的，4組所述應(yīng)變片構(gòu)成應(yīng)變電橋；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集電路包括信號(hào)放大和濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主控電路以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路；
[0012]所述應(yīng)變電橋與所述信號(hào)放大和濾波電路電連接，所述信號(hào)放大和濾波電路還與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路還與所述主控電路電連接，所述主控電路還與所述存儲(chǔ)電路電連接。
[0013]此外，所述密封電氣艙內(nèi)還設(shè)置有用于向所述數(shù)據(jù)采集電路供電的電池。
[0014]進(jìn)一步的，所述注水井管柱受力測(cè)試裝置還包括用于讀取并顯示存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)采集電路中的測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀取裝置。
[0015]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的注水井管柱受力測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置利用應(yīng)變片測(cè)定受到拉力作用后內(nèi)筒上的拉力變化。該裝置還具有強(qiáng)密封性，能夠有效地克服井筒內(nèi)地下液體、復(fù)雜施工工藝和注水對(duì)測(cè)試元件的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種注水井管柱受力測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種注水井管柱受力測(cè)試裝置中應(yīng)變片粘貼及布置示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種注水井管柱受力測(cè)試裝置中數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種注水井管柱受力測(cè)試方法的流程示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記:
[0022]1-內(nèi)筒、2-外筒、3-密封電氣艙、4-應(yīng)變片、5-電池、6_應(yīng)變電橋、7_信號(hào)放大和濾波電路、8-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、9-主控電路、10-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、11-數(shù)據(jù)采集電路、12-數(shù)據(jù)讀取裝置、13-管接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的注水井管柱受力測(cè)試裝置，如圖1所示，包括:內(nèi)筒1、外筒2和管接頭13，該內(nèi)筒I與外筒2兩端密封，內(nèi)筒I與外筒2的環(huán)空區(qū)域設(shè)置有密封電氣艙3，內(nèi)筒I與管接頭13之間通過(guò)螺紋連接和O型密封圈形成環(huán)形密封空腔。
[0025]密封電氣艙3內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)用于測(cè)量?jī)?nèi)筒I應(yīng)力變化的應(yīng)變片4以及數(shù)據(jù)采集電路11，應(yīng)變片4粘附在環(huán)形密封空腔上方范圍內(nèi)的密封電氣艙3內(nèi)筒壁面上，以隔絕注水、試壓過(guò)程中管柱內(nèi)流體產(chǎn)生的內(nèi)壓對(duì)應(yīng)變片4測(cè)量的影響，保證應(yīng)變片4對(duì)注水管柱軸向應(yīng)力的準(zhǔn)確測(cè)量。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的注水井管柱受力測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置利用應(yīng)變片測(cè)定受到拉力作用后內(nèi)筒上的拉力變化，大大提高了對(duì)注水管柱受力測(cè)試的可靠性和精度，該裝置具有強(qiáng)密封性，能夠有效地克服井筒內(nèi)地下液體、復(fù)雜施工工藝和注水對(duì)測(cè)試元件的影響。
[0027]具體的，應(yīng)變片的實(shí)際粘貼方式可以如圖2所示，在內(nèi)筒I的中部周向每間隔90°均勻粘附4組應(yīng)變片4。
[0028]其中，每一組應(yīng)變片4包括相鄰設(shè)置的一枚水平應(yīng)變片與一枚垂直應(yīng)變片，水平應(yīng)變片的長(zhǎng)度方向與內(nèi)筒I的長(zhǎng)度方向平行，垂直應(yīng)變片的長(zhǎng)度方向與內(nèi)筒I的長(zhǎng)度方向垂直。采用這樣一種應(yīng)變片設(shè)置方式，可以有效消除由于管柱扭轉(zhuǎn)或彎曲而對(duì)測(cè)試結(jié)果所造成的影響，進(jìn)一步提高了受力測(cè)試的可靠性和精度。
[0029]進(jìn)一步的，如圖3所示，4組應(yīng)變片4可以構(gòu)成應(yīng)變電橋6。
[0030]數(shù)據(jù)采集電路11具體可以包括信號(hào)放大和濾波電路7、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8、主控電路9以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路10。
[0031]其中，應(yīng)變電橋6與信號(hào)放大和濾波電路7電連接，信號(hào)放大和濾波電路7還與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8電連接，模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路8還與主控電路9電連接，主控電路9還與存儲(chǔ)電路10電連接。
[0032]具體的，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)變電橋6輸出的的微弱應(yīng)力變化量信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大和濾波電路7調(diào)理輸出為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，再由單片機(jī)主控電路9控制模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路10進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0033]此外，如圖3所示，密封電氣艙3內(nèi)還可以設(shè)置有用于向數(shù)據(jù)采集電路11供電的電池5。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，可以采用高溫鋰