API 标准石油套管横向拉伸机 屈服强度 抗拉强度

石油套管横向拉伸试验机

管体横向抗拉性能检测

石油套管径向拉伸试验机

API 标准石油套管横向拉伸机 

横向拉伸力学性能检测 屈服 断裂

 

一、石油套管横向拉伸机产品概述

石油套管是油气钻井与开采中用于支撑井壁、隔离地层流体的关键管状构件，其力学性能直接关系到钻井安全与油气井寿命。在井下复杂工况（如地层压力、弯曲载荷、横向冲击力等）中，石油套管常承受横向拉伸应力，因此横向拉伸性能是评估其可靠性的核心指标之一。

本石油套管横向拉伸试验机专为石油套管的横向拉伸力学性能测试设计，可模拟套管在井下受到的横向拉伸载荷，精准测量其屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等关键参数，为套管生产质量管控、性能验证及科研开发提供可靠数据支持。设备采用模块化设计，兼容不同规格石油套管，具备自动化程度高、测试精度高、安全性强等特点。

 

二、石油套管横向拉伸机设计依据

本试验机严格遵循石油行业相关标准及通用力学测试规范，主要设计依据包括：

1. API 5CT-2023《套管和油管规范》：国际石油行业权威标准，明确了石油套管的力学性能测试要求，包括横向载荷下的性能指标及试验方法。

2. GB/T 19830-2018《石油天然气工业 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验》：国家标准中关于套管力学性能测试的设备要求。

3. ISO 11960:2014《石油和天然气工业 套管、油管和管线管》：国际标准中对套管横向拉伸试验的加载方式、数据采集精度的规范。

 

三、石油套管横向拉伸机核心功能

1. 精准横向拉伸加载

可对石油套管施加稳定的横向拉伸载荷（垂直于套管轴线方向），加载方式支持静态加载、动态加载（模拟周期性横向应力），满足不同测试场景需求。

2. 多参数实时监测与记录

实时采集并显示试验过程中的横向拉力、拉伸位移、应变（可选配应变片）等参数，同步生成力 - 位移曲线、力 - 时间曲线，直观反映套管力学响应。

3. 自动判定与报警

可预设屈服判定条件（如 0.2% 残余应变法），当套管达到屈服点或断裂时，自动记录峰值力并停机；若出现超载、夹持松动等异常，立即触发声光报警并紧急停机，保障设备与人员安全。

4. 兼容多规格套管

配备可调节夹持机构，支持不同公称直径（如 114.3mm、139.7mm、177.8mm、244.5mm 等）、不同长度的石油套管测试，无需频繁更换夹具。

5. 数据管理与报告生成

内置数据库，自动存储测试数据（力、位移、时间、试样信息等），支持数据查询、导出（格式包括 Excel、PDF）；可自定义测试报告模板，包含曲线、关键参数及判定结果。

 

四、石油套管横向拉伸机产品结构

（一）机械系统

1. 机架结构

采用整体式铸钢机架，经时效处理消除内应力，确保高刚性与抗变形能力，可承受最大      

横向拉伸力时的反作用力，保证测试稳定性。

2. 横向加载机构

采用伺服液压驱动系统（由高压液压泵、伺服阀、液压缸组成），加载力输出稳定，响应速度快（0.1-100kN/s 可调），满足不同加载速率要求。

3. 夹持机构

左右对称式楔形夹具，夹持面采用高硬度合金材料（HRC 55-60），表面滚花处理增强摩擦力，可牢固夹持套管端部（夹持长度可调，适配不同壁厚套管），避免打滑或损伤试样。

4. 导向机构

配备高精度线性导轨与滑块，确保横向加载方向与套管轴线严格垂直（垂直度误差≤0.05mm/m），消除附加力矩对测试结果的影响。

（二）电气控制系统

1. 传感器组件

力传感器：采用高精度拉压力传感器（量程 0-5000kN，精度 ±0.5% FS），直接安装于加载路径，实时反馈横向拉力。

位移传感器：激光位移传感器（测量范围 0-500mm，精度 ±0.01mm），监测套管横向拉伸位移。

应变采集模块（可选）：连接贴于套管表面的应变片，采集局部应变数据，分析应力分布。

2. 控制核心

采用工业级 PLC（可编程逻辑控制器）+ 触摸屏组合，支持手动 / 自动两种模式：

手动模式：通过旋钮或按钮调节加载力、速度，用于调试或特殊测试。

自动模式：预设测试程序（如按 API 标准设定加载速率、保载时间），自动完成加载 - 监测 - 停机全过程。

3. 安全防护系统

包含机械限位（防止超载位移）、电气互锁（夹具未夹紧时禁止加载）、紧急停止按钮（机身及操作台均配备），并设有透明防护罩（抗冲击亚克力材质），隔离测试区域。

（三）软件系统

基于 Windows 10 平台开发，人机交互界面简洁直观，核心功能包括：

参数设置：可自定义加载速率（0.01-100mm/min）、目标力值、保载时间、判定标准等。

实时监控：动态显示力、位移、曲线及测试状态，支持曲线放大、局部查看。

数据处理：自动计算屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数，支持数据修正（如扣除夹具重量）。

报告管理：可添加试样编号、材质、规格等信息，报告可打印或云端存储（支持对接企业 MES 系统）。

 

五、石油套管横向拉伸机技术参数

1. 最大横向试验力：5000kN（可根据需求定制 3000kN/8000kN）

2. 试验力测量范围：1%-100%FS

3. 试验力测量精度：±0.5%FS

4. 位移测量范围：0-500mm

5. 位移测量精度：±0.01mm

6. 加载速率范围：0.01-100mm/min（无级可调）

7. 夹持套管直径范围：50mm-300mm（可定制更大范围）

8. 套管最大测试长度：3000mm（可定制 5000mm）

9. 电源要求：AC 380V ±10%，50Hz，三相五线

 

六、应用领域

石油套管生产企业（如钢管厂）的出厂质量检验；

油气田开采企业对采购套管的入厂验收；

第三方检测机构（如 SGS、国家油气检测中心）的公正检测；

高校、科研院所关于新型套管材料（如高强度合金、防腐涂层套管）的力学性能研究。