Come testare la forza di ripristino di un centralizzatore di involucro a molla?

Il centralizzatore della molla ad arco è progettato per la cementazione primaria ed è applicato in pozzi verticali, deviati e orizzontali dove la forza iniziale bassa e l'alta forza di ripristino sono richieste.

Il ripristino della forza è un parametro chiave che misura la qualità di Centralizzatori a molla ad arco. Qui, vorremmo introdurre brevemente qual è la forza di ripristino, dispositivi e campioni richiesti per Ripristino della prova della forza, Procedure di prova e risultati.

La forza di ripristino si riferisce alla forza esercitata da un centralizzatore contro l'involucro per tenerlo lontano dalla parete del pozzo. Il valore della forza di ripristino varia al variare del metodo di installazione.

Campioni e preparazione del banco di prova

• Campioni
  Ottieni almeno 6 prototipi di centralizzatori ben preparati per i test di progettazione e verifica dei processi. Tutti i centralizzatori utilizzati devono essere conformi ai requisiti di prestazione di cui alla tabella 1.
• Banco di prova
  Il banco di prova consente l'applicazione di carichi verticali ed è in grado di misurare questi carichi e spostamenti verticali.
  Esempio di involucro centralizzatore che ripristina l'apparecchiatura di prova della forza

  Involucro centralizzatore che ripristina il test di forza

• Strumentazione
  La strumentazione del banco di prova deve consentire letture di spostamento di 1,6mm (1/16 ") o inferiori.
• Precisione
  • La precisione delle misurazioni del carico deve essere entro il 5% del valore misurato.
  • La precisione delle misurazioni dello spostamento deve essere entro 0,8mm (1/32 ").
  • Tutti i dispositivi di misurazione devono essere calibrati almeno una volta all'anno.
• Tubo di prova
  • Tubo interno
    Il tubo interno (Figura 1) deve essere più lungo del centralizzatore nella condizione flessa e più lungo del tubo esterno. Il diametro esterno del tubo interno deve rientrare nelle tolleranze indicate nella norma ISO 11960 per il tubo non ribaltato. Bave o difetti simili devono essere rimossi.
    Le superfici alle estremità del tubo interno, al di fuori della lunghezza da coprire con il centralizzatore e altri componenti di prova, sono esenti dai requisiti di cui sopra.
  • Tubo esterno
    Il tubo esterno (Figura 1) deve essere più lungo della molla di prua del centralizzatore nella condizione flessa. Il diametro interno del tubo esterno deve essere uguale alla dimensione del foro per cui è progettato il centralizzatore. La tolleranza deve rientrare tra-0,8mm e + 3,2mm (da-1/31 "a + 1/8"). Bave o difetti simili devono essere rimossi.
    L'estremità del tubo esterno (diversa dall'estremità superiore utilizzata per iniziare le prove di forza), oltre la lunghezza coperta dal centralizzatore quando flesso durante la prova di forza di ripristino, è esente dai requisiti di cui sopra.

Ripristino delle procedure di prova della forza

1. Quando si esegue la prova, la deviazione orizzontale del tubo interno e del tubo esterno deve essere entro 5 °.
2. Prima di raccogliere i dati di forza per il test, flettere tutte le molle di prua 12 volte.
3. Applicare una forza esterna al tubo esterno, in modo che venga trasferito verticalmente al tubo interno attraverso il punto di contatto del centralizzatore all'interno del tubo esterno.
4. Applicare il carico e registrare la lettura di deflessione del carico con incrementi di minimo 1,6mm (1/16 ") fino a tre volte (± 5%), è stata ottenuta la forza di ripristino minima, vedere Figura 2. La distanza percorsa per ottenere il 67% di stallo deve essere determinata per ciascuna posizione di prova.
5. Ripetere il processo, testare il centralizzatore fino a quando ogni molla e ogni serie di molle sono stati testati in posizione 1 e 2 come mostrato nella Figura 3.
6. Calcolare il carico totale ad ogni deflessione compensando la massa del tubo di viaggio e degli attacchi.
7. Preparare la curva di deflessione del carico finale utilizzando la media aritmetica delle letture della forza alle deviazioni corrispondenti. La forza di ripristino deve essere determinata da questa curva al 67% del rapporto di stallo.

La forza di ripristino minima per un rapporto di stallo del 67% non deve essere inferiore ai valori indicati nella tabella 1. Vedere Determinazione dei requisiti della forza di ripristino elencati di seguito per la derivazione dei requisiti.

Determinazione dei requisiti della forza di ripristino

• Le osservazioni sul campo indicano che la deviazione del foro dalla verticale in media varia da zero a circa 60 °. Pertanto, una deviazione media di 30 ° viene utilizzata per calcolare il ripristino dei requisiti di forza.
  Per i diametri dell'involucro da 273mm (10-3/4 ") a 508mm (20"), dove le corde dell'involucro sono generalmente collocate in sezioni di fori relativamente verticali, la forza di ripristino minima non deve essere inferiore a:
  FR = W sin 30 = 0,5 W
  Dove
  FR è la forza di ripristino minima, espressa in newton;
  W è il peso di 12,19 m (40 piedi) di involucro di massa lineare media, espresso in newton.
• Per i diametri dell'involucro da 114mm (4-1/2 ") a 244mm (9-5/8"), dove le corde dell'involucro sono generalmente posizionate nelle sezioni del foro deviate, la forza di ripristino minima non deve essere inferiore a:
  FR = 2W sin 30 = W

La prova di forza di ripristino del centralizzatore dell'involucro della molla di prua deve essere eseguita in stretta conformità con i suddetti requisiti.