本發明涉及石油開采技術領域，具體是一種檢測方法，更具體的是一種井下防磨工具性能檢測方法。

背景技術：

目前，油水井管桿偏磨現象是油田抽油機井生產普遍存在的現象，在大位移定向井、水平井中由于井身結構導致的管桿磨損尤為嚴重，每年因管桿磨損導致大量的抽油桿斷脫、油管磨漏、鐵屑卡泵等影響生產的事故，在管桿損耗的同時也增加了作業費用與生產成本，縮短了油井的生產效率，影響了油田的正常生產。針對這一問題，市場上有多種防磨工具，但該些防磨工具性能良莠不齊，為了提高防磨效果，降低成本，需要在防磨工具下井前進行檢測評價。

中國實用新型專利ZL201220087301.9，提供一種立式管桿往復磨損試驗裝置，其由固定密封殼體的支架、設在密封殼體內壁上的油管夾手和滑軌、與滑軌連接的抽油桿夾手和高頻往復機構等組成，形成縱向往復運動模擬抽油桿在油管內的運動情況。

但上述裝置在試驗時一次僅能試驗一套管桿組合，不能實現在同等試驗條件下對2組試件進行對比試驗，沒有對比性；同時，管桿在大斜度井中的實際受力情況不等同于上述裝置對抽油桿的試驗加載，比如抽油桿在安裝扶正器后，扶正器位置直接影響抽油桿受力，上述裝置模擬的摩擦力不準確，且在管桿磨損后，其密封裝置的密封易失效；因此，提出一種井下防磨工具性能檢測方法，以真實模擬井下防磨工具的摩擦工況，并準確評估防磨工具的防磨性能，是非常必要的。

有鑒于上述現有技術存在的問題，本發明人結合相關制造領域多年的設計及使用經驗，提出一種井下防磨工具性能檢測方法，來克服上述缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種井下防磨工具性能檢測方法，其能準確評估井下防磨工具的防磨性能，模擬準確可靠，易于實現。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

本發明提供一種井下防磨工具性能檢測方法，其包括如下步驟：步驟S1，準備至少一個被磨件和至少兩個防磨工具；步驟S2，通過測量工具測量所述被磨件實驗前的尺寸和所述防磨工具實驗前的尺寸；步驟S3，將所述被磨件垂直壓設于所述防磨工具上，并將所述防磨工具與所述被磨件相互平行的往復摩擦，直至所述防磨工具與所述被磨件之間的摩擦次數達到設定值，停止移動所述防磨工具；步驟S4，通過所述測量工具測量所述被磨件實驗后的尺寸和所述防磨工具實驗后的尺寸；步驟S5，比較每個所述被磨件實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，并比較每個所述防磨工具實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，以評估所述防磨工具的防磨性能。

在優選的實施方式中，所述被磨件為一個，所述防磨工具為兩個，將一個所述被磨件與兩個所述防磨工具相互平行的往復摩擦。

在優選的實施方式中，所述被磨件為半剖油管，所述防磨工具為扶正器，所述扶正器沿著所述半剖油管的軸向與所述半剖油管的內壁往復摩擦。

在優選的實施方式中，所述測量工具為游標卡尺、螺旋測微器、管壁測厚儀或涂層測厚儀。

在優選的實施方式中，在所述步驟S3中，準備儲液槽，使所述被磨件和所述防磨工具浸在存有液體介質的所述儲液槽內往復摩擦。

在優選的實施方式中，在所述步驟S2與所述步驟S3之間還包括步驟S30，準備平行且相對設置的第一夾持機構和第二夾持機構，將至少一個所述被磨件由所述第一夾持機構的至少一個第一夾手夾持，將至少兩個所述防磨工具由所述第二夾持機構的至少兩個第二夾手夾持，至少兩個所述第二夾手能于所述第二夾持機構上同步的往復移動。

在優選的實施方式中，所述第一夾持機構上設有安裝位和工作位，在夾持所述被磨件和所述防磨工具之前，將所述第一夾手移動到安裝位，使夾持后的所述被磨件與所述防磨工具相分離，并在完成所述被磨件和所述防磨工具的夾持且往復移動所述防磨工具之前，將所述第一夾手移動到工作位，使所述被磨件垂直壓設于所述防磨工具上且與所述防磨工具相接觸。

在優選的實施方式中，所述第一夾持機構上設有滑動機構，所述滑動機構具有滑輪，所述滑輪分別與加載重物的掛鉤和第一夾手相連，在所述掛鉤上未加載重物的狀態下，所述第一夾手位于安裝位，在所述掛鉤上加載重物的狀態下，所述第一夾手位于工作位。

在優選的實施方式中，所述第二夾持機構上設有導軌和能沿導軌滑動的滑塊，所述第二夾手設于所述滑塊上，所述滑塊與傳動機構相連，所述傳動機構與電機相連。

在優選的實施方式中，所述電機上設有計數器，所述導軌上設有傳感探頭，所述傳感探頭與所述計數器電連接，在所述步驟S3中，所述摩擦次數通過所述傳感探頭和所述計數器進行計數。

本發明井下防磨工具性能檢測方法的特點及優點是：

1、本發明通過將實驗前的被磨件的尺寸與實驗后的被磨件的尺寸進行對比，并將實驗前的防磨工具的尺寸與實驗后的防磨工具的尺寸進行對比，以分析至少一個(例如一個或兩個或多個)被磨件在實驗過程中被至少兩個防磨工具分別磨損的厚度、及至少兩個防磨工具在實驗過程中分別被磨損的厚度，以評估各防磨工具的防磨性能，操作簡單，易于實現，模擬準確可靠。

2、本發明通過使被磨件與防磨工具在井液浸泡的環境下平行的互相摩擦，以驗證在極限條件下，被磨件和防磨工具的磨損情況，實現準確模擬井下防磨工具的防磨性能；同時，通過使多個防磨工具同時的、同步的與至少一個被磨件進行往復摩擦，實現多個防磨工具的對比試驗，以更明顯的對比評估防磨工具的防磨性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明井下防磨工具性能檢測方法的流程示意圖；

圖2為本發明井下防磨工具性能檢測方法所采用的檢測裝置的主視結構示意圖；

圖3為本發明井下防磨工具性能檢測方法所采用的檢測裝置的左視結構示意圖；

圖4為本發明井下防磨工具性能檢測方法所采用的檢測裝置的第一夾持機構的結構示意圖。

附圖標號說明：

1電機，11轉軸，2傳動機構，21轉盤，22鏈條，23曲柄連桿機構，3第一夾持機構，31滑動機構，32滑輪，33第一夾手，34支撐桿，35掛鉤，4第二夾持機構，41導軌，42滑塊，43第二夾手，5支架，6儲液槽，7傳感探頭。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1至圖4所示，本發明提供一種井下防磨工具性能檢測方法，其包括如下步驟：步驟S1，準備至少一個被磨件和至少兩個防磨工具；步驟S2，通過測量工具測量所述被磨件實驗前的尺寸和所述防磨工具實驗前的尺寸；步驟S3，將所述被磨件垂直壓設于所述防磨工具上，并將所述防磨工具與所述被磨件相互平行的往復摩擦，直至所述防磨工具與所述被磨件之間的摩擦次數達到設定值，停止移動所述防磨工具；步驟S4，通過所述測量工具測量所述被磨件實驗后的尺寸和所述防磨工具實驗后的尺寸；步驟S5，比較每個所述被磨件實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，并比較每個所述防磨工具實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，以評估所述防磨工具的防磨性能。

在步驟S1中，所述被磨件為一個，所述防磨工具為兩個，將一個所述被磨件與兩個所述防磨工具相互平行的往復摩擦，即使兩個所述防磨工具同步的與一個所述被磨件相互平行的往復摩擦，以更有針對性的對比兩個防磨工具的防磨性能，當然，防磨工具也可以設為三個、四個等，使至少兩個所述防磨工具同步的與一個所述被磨件相互平行的往復摩擦，以使至少兩個防磨工具在同等試驗條件下進行對比試驗，以在兩個或多個防磨工具中選擇更適合井下管桿用的防磨工具，在此需說明的是，當被磨件為一個，且一個被磨件需要同時與至少兩個防磨工具摩擦時，該一個被磨件需要具有一定的長度，使兩個或多個防磨工具分別在被磨件上具有一獨立的摩擦位置，即兩個或多個防磨工具在被磨件上的摩擦位置沒有交集；在另一實施例中，還可以使所述被磨件為兩個，所述防磨工具為兩個，兩個被磨件與兩個防磨工具一一對應的相互摩擦，當然，也可以使被磨件和防磨工具分別為多個且二者數量相等，且一一對應的往復摩擦。

在步驟S1中，所述被磨件為半剖油管，所述防磨工具為扶正器，所述扶正器沿著所述半剖油管的軸向與所述半剖油管的內壁往復摩擦，或者，所述被磨件為抽油桿，所述防磨工具為半剖涂層油管，所述半剖涂層油管的內壁沿著所述抽油桿的軸向與所述抽油桿的外壁往復摩擦，例如，可以將一個半剖油管作為被磨件，將兩個或多個不同材料或不同類型的扶正器同時作為防磨工具，或者，將一個抽油桿作為被磨件，將兩個或多個具有不同涂層的半剖涂層油管同時作為防磨工具，或者，將一個抽油桿作為被磨件，將一個半剖油管(即無涂層的普通半剖油管)和一個半剖涂層油管均作為防磨工具，或者，將兩個相同的抽油桿作為被磨件，將兩個具有不同涂層或不同材質的油管作為防磨工具，或者，將兩個相同的半剖油管作為被磨件，將兩個不同材料的扶正器分別作為防磨工具，當然，還可以根據實際試驗的需要進行組合試驗，即本發明中的防磨件與防磨工具均可互換，也就是說可以用同一種油管(普通油管或涂層油管)來檢驗不同類型扶正器的耐磨效果，也可用同樣的抽油桿或同樣的扶正器來檢驗不同油管(涂層油管與普通油管)的耐磨性。

在步驟S2中，所述測量工具為游標卡尺、螺旋測微器、管壁測厚儀或涂層測厚儀，例如，可以通過游標卡尺測量防磨工具(例如扶正器)的外徑，通過螺旋測微器測量抽油桿的外徑，通過管壁測厚儀測量無涂層的半剖油管的壁厚，通過涂層測厚儀測量半剖涂層油管的涂層厚度，以形成實驗前的初始數據，當然，根據不同的試驗器件及試驗器件的材料，也可以選擇其他合適的測量工具，在此不作限制。在步驟S4中，同理于步驟S2，可以采用上述的游標卡尺、螺旋測微器、管壁測厚儀或涂層測厚儀作為測量工具，以測量被磨件和防磨工具的實驗后的尺寸。

在所述步驟S3中，準備儲液槽，使所述被磨件和所述防磨工具浸在存有液體介質的所述儲液槽內往復摩擦，以更真實的模擬井下環境和井下防磨工具的真實工況，更準確的模擬被磨件和防磨工具在井下環境中的磨損狀況，其中，將所述被磨件垂直壓設于所述防磨工具上，使被磨件在加載壓力的作用下緊壓于防磨工具上，以更真實的模擬井下工況，步驟S3中記載的垂直方向指的是與被磨件和防磨工具平行摩擦方向垂直的方向，平行方向指的是在被磨件為半剖油管且防磨工具為扶正器時，與被磨件和防磨工具的軸向平行的方向。

在所述步驟S2與所述步驟S3之間還包括步驟S30，準備平行且相對設置的第一夾持機構3和第二夾持機構4，將至少一個所述被磨件由所述第一夾持機構3的至少一個第一夾手33夾持，將至少兩個所述防磨工具由所述第二夾持機構4的至少兩個第二夾手43夾持，至少兩個所述第二夾手43能于所述第二夾持機構4上同步的往復移動，如圖2至圖4所示，第一夾持機構3和第二夾持機構4可以相對的設于支架5上，第一夾持機構3上的第一夾手33的數量可以為一個，也可以為兩個或多個，第二夾持機構4上的第二夾手43為至少兩個，通過往復移動至少兩個所述第二夾手43實現對防磨工具的往復移動，以實現至少兩個防磨工具同時與至少一個被磨件的往復摩擦，例如，第一夾手33為一個且被磨件也為一個時，第一夾手33夾持一個被磨件，至少兩個第二夾手43夾持的至少兩個防磨工具能同步的與一個被磨件往復摩擦，再例如，第一夾手33為兩個且被磨件也為兩個，每個第一夾手33夾持一個被磨件，第二夾手43也為兩個并分別夾持一個防磨工具，使每個第二夾手43夾持的防磨工具僅與一個第一夾手33夾持的被磨件往復摩擦。

進一步的，所述第一夾持機構3上設有安裝位和工作位，在夾持所述被磨件和所述防磨工具之前(即在所述步驟S30中的準備平行且相對設置的第一夾持機構3和第二夾持機構4之后)，將所述第一夾手33移動到安裝位，使夾持后的所述被磨件與所述防磨工具相分離，并在完成所述被磨件和所述防磨工具的夾持且往復移動所述防磨工具之前(即在所述步驟S30與所述步驟S3之間)，將所述第一夾手33移動到工作位，使所述被磨件垂直壓設于所述防磨工具上且與所述防磨工具相接觸。

更進一步的，所述第一夾持機構3上設有滑動機構31，所述滑動機構31具有滑輪32，所述滑輪32分別與加載重物的掛鉤35和第一夾手33相連，在所述掛鉤35上未加載重物的狀態下，所述第一夾手33位于安裝位，在所述掛鉤35上加載重物的狀態下，所述第一夾手33位于工作位，具體的，如圖4所示，所述滑動機構31的滑輪32可以固定于支架5上，滑輪32一端通過支撐桿34連接掛鉤35，固定被磨件之前，先確保掛鉤35上無重物，使第一夾手33位于安裝位，便于被磨件的安裝，將被磨件固定于第一夾手33后，在掛鉤35上鉤掛重物，使第一夾手33夾持的被磨件與第二夾手43夾持的防磨工具相接觸。

進一步的，所述第二夾持機構4上設有導軌41和能沿導軌41滑動的滑塊42，所述第二夾手43設于所述滑塊42上，所述滑塊42與傳動機構2相連，所述傳動機構2與電機1相連，如圖2和圖3所示，第二夾持機構4上可僅設置一個滑塊42，至少兩個第二夾手43間隔的設于一個所述滑塊42上，或者第二夾持機構4上也可設置至少兩個滑塊42，使每個第二夾手43設于一個所述滑塊42上，至少兩個滑塊42之間相互連接以實現同步運動，電機1的轉軸11上套設有齒輪，齒輪通過鏈條22可與轉盤21傳動連接，使轉盤21在電機1的帶動下轉動，進而使偏心設于轉盤21上的曲柄連桿機構23的一端隨著轉盤21的轉動，使曲柄連桿機構23的另一端呈往復移動，進而使與曲柄連桿機構23的另一端相連的滑塊42往復移動，并帶動第二夾手43和防磨工具往復移動。

更進一步的，所述電機1上設有計數器，所述導軌41上設有傳感探頭7，所述傳感探頭7與所述計數器電連接，在所述步驟S3中，所述摩擦次數通過所述傳感探頭7和所述計數器進行計數，如圖2所示，傳感探頭7設于導軌41的端部，在滑塊42往復移動于導軌41上時，滑塊42每次移動到導軌41的端部時，傳感探頭7便可監測一個信號，同步的將信號反饋給計數器，實現計數，直至計數達到設定值關停電機1，其中，在實驗開始前，可以給計數器設定摩擦次數，待實驗中達到摩擦次數后，即可關停電機1，其中，摩擦次數的設置可以依據被磨件或防磨工具被磨損到肉眼可見，或者，被磨件或防磨工具被磨破，例如被磨件和防磨工具中只要有任一個被磨損1mm即可停止，或者根據實際經驗直接設置摩擦次數的數值(例如50次、100次等)。

在所述步驟S5中，比較所述被磨件實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，以得出所述被磨件的磨損厚度，并比較每個所述防磨工具實驗前的尺寸和實驗后的尺寸，以得出每個所述防磨工具的磨損厚度，可以定量的比較得出哪個防磨工具磨損的程度最小、被磨件被哪個防磨工具磨損的程度最小，即可得出哪個防磨工具的防磨性能最佳且最適合作為被磨件的防磨工具，也即可評估確定哪個防磨工具最耐磨且哪個防磨工具最適合被磨件，以選擇最合適的防磨工具；另外，在對尺寸大小相同而材料不同的防磨工具進行比較分析時，還可以通過計算被磨件實驗后的尺寸與實驗前的尺寸的比值、所述防磨工具實驗后的尺寸與實驗前的尺寸的比值，以評估防磨工具的防磨性能，即比值越接近于1，被磨損的程度越小，則耐磨性也越好，而比值越小，被磨損的程度越大，則耐磨性也越差。

本發明井下防磨工具性能檢測方法能驗證油井管桿與防偏磨工具往復摩擦后的磨損情況，準確評估井下的防磨工具的防磨性能，例如防磨工具與油管之間的耐磨性能，防磨工具與涂層油管之間的耐磨性能，抽油桿與涂層油管之間的耐磨性能等，如下以一具體實施例對其檢測方法進行說明：

首先，準備好一個被磨件(選擇具有一定長度的半剖油管)，并準備好兩個防磨工具(選擇兩個不同材料的扶正器)；并通過測量工具分別測量半剖油管對磨前的壁厚(需要測量其分別對應兩個扶正器的對磨位置的壁厚)和兩個扶正器對磨前的外徑，(當然，也可將被磨件選擇為抽油桿，兩個防磨工具分別選擇為一個普通半剖油管一個半剖涂層油管)；然后，確保第一夾手33位于安裝位，并將兩個防磨工具分別固定在第二夾持機構4的第二夾手43，將被磨件固定在第一夾手33，在掛鉤35上加載重物，第一夾手33移動至工作位，使被磨件以一定的正壓力(即加力值，也即在掛鉤35上加載的砝碼的重量)垂直壓設于所述防磨工具上且與防磨工具相接觸，將夾持被磨件的第一夾手33和夾持防磨工具的第二夾手43浸在存有液體介質的儲液槽6內；并給計數器設定摩擦次數；接著，開啟電機1，電機1帶動曲柄連桿機構23往復移動，并帶動滑塊42在導軌41上往復移動，實現兩個防磨工具的往復移動，使兩個防磨工具同步的與被磨件平行往復摩擦，其中摩擦行程可為100mm，期間，每次滑塊42移動到導軌41的端部時，位于導軌41端部的傳感探頭7會檢測到信號，并將信號反饋給電機1上的計數器，計數器完成一次摩擦計數，直至防磨工具的往復摩擦次數達到設定值，關停電機1；最后，移走儲液槽6，取下掛鉤35上的重物，使第一夾手33位于安裝位，卸下兩個防磨工具和防磨件，并通過測量工具分別測量半剖油管對磨后的壁厚和扶正器對磨后的外徑，并與實驗前的數據進行對比，觀察磨損情況，選出被磨損程度最小的扶正器或對半剖油管摩擦程度最小的扶正器。

如表1所示，其示出了以一個或兩個直徑為25mm的抽油桿作為被磨件，以內襯管和涂層管分別作為防磨工具，在對被磨件垂直加載50kg砝碼的作用力下，使被磨件垂直壓設于防磨工具上進行510000次對磨，摩擦行程為100mm，并通過對磨前尺寸與對磨后尺寸得出磨損量，可得出涂層管比內襯管相對于抽油桿更耐磨，具有更好的耐磨性能。

表1磨損情況對比表(一)

如表2所示，其示出了以一個或兩個外徑為46mm的普通接箍，其可適用于直徑為22mm的桿或管，作為被磨件，以無涂層管和涂層管分別作為防磨工具，在對被磨件垂直加載70kg砝碼的作用力下，使被磨件垂直壓設于防磨工具上進行430000次對磨，摩擦行程為100mm，并通過對磨前尺寸與對磨后尺寸得出磨損量，可得出涂層管比無涂層管更耐磨，具有更好的耐磨性能。

表2磨損情況對比表(二)

如表3所示，其示出了以一個或兩個直徑為25mm的抽油桿作為被磨件，以無涂層管和派普涂層管分別作為防磨工具，在對被磨件垂直加載80kg砝碼的作用力下，使被磨件垂直壓設于防磨工具上進行68000次對磨，摩擦行程為200mm，并通過對磨前尺寸與對磨后尺寸得出磨損量。

表3磨損情況對比表(三)

本發明能準確模擬防磨工具在極限條件下的磨損情況，并實現在同等實驗條件下多組防磨工具的對比試驗，實驗數據準確可靠，該方法科學直觀，適合對防磨工具進行定性和定量的判斷，適用范圍廣，檢測成本低。

本發明井下防磨工具性能檢測方法的特點及優點是：

1、本發明通過將實驗前的被磨件的尺寸與實驗后的被磨件的尺寸進行對比，并將實驗前的防磨工具的尺寸與實驗后的防磨工具的尺寸進行對比，以分析至少一個(例如一個或兩個或多個)被磨件在實驗過程中被至少兩個防磨工具分別磨損的厚度、及至少兩個防磨工具在實驗過程中分別被磨損的厚度，以評估各防磨工具的防磨性能，操作簡單，易于實現，模擬準確可靠。

2、本發明通過使被磨件與防磨工具在井液浸泡的環境下平行的互相摩擦，以驗證在極限條件下，被磨件和防磨工具的磨損情況，實現準確模擬井下防磨工具的防磨性能；同時，通過使多個防磨工具同時的、同步的與至少一個被磨件進行往復摩擦，實現多個防磨工具的對比試驗，以更明顯的對比評估防磨工具的防磨性能。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。