1.一种高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:这种高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置包括主底座(1)、多组紧固装置(3)、外管(4)、挡板组(7)、加载装置(5)、管柱试件(6),主底座(1)上设置有第一导轨(2),外管(4)由直管段(41)和弯管段(42)连接成一体,外管(4)的直管段(41)一端连接挡板组(7)的滑动挡板(72),管柱试件(6)从外管(4)的弯管段(42)一端伸入,管柱试件(6)的另一端连接加载装置(5),多组紧固装置(3)可拆卸地将外管(4)间隔卡固,多组紧固装置(3)均滑动连接于第一导轨(2)上;挡板组(7)包括挡板底座(71)、滑动挡板(72)、第二导轨(73)、拉压传感器(74)、固定挡板(75)、挡板固定架(76),挡板底座(71)上设置有第二导轨(73),滑动挡板(72)通过其底部滑轨与第二导轨(73)滑动连接,挡板螺杆立柱(77)下端穿过挡板底座(71),挡板螺杆立柱(77)的下端螺纹连接挡板滑块,挡板滑块与第一导轨(2)滑动连接,固定挡板(75)固定在挡板固定架(76)上,挡板固定架(76)也通过相应的挡板螺杆立柱(77)和挡板滑块滑动连接于第一导轨(2)上,拉压传感器(74)两端通过变扣(52)分别与滑动挡板(72)和固定挡板(75)连接。
2.根据权利要求1所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的紧固装置(3)包括横梁(31)、管卡、连接块(32),管卡固定在横梁(31)下部,横梁(31)的两端各自与相应的连接块(32)的水平孔螺纹连接,且通过锁紧螺母(33)紧固;每个连接块(32)的竖直孔各穿过一个支撑螺杆立柱(34),连接块(32)与相应的支撑螺杆立柱(34)螺纹连接且通过锁紧螺母(33)紧固,每个支撑螺杆立柱(34)的下端均螺纹连接一个方形滑块(35),方形滑块(35)与第一导轨(2)滑动连接;管卡由管卡底座(36)和固定块(37)对扣后通过螺钉螺母(38)固定形成,管卡底座(36)和固定块(37)对扣后形成中心孔,接头(43)被卡固在中心孔处,接头(43)一端连接外管(4)直管段(41),接头(43)另一端连接外管(4)弯管段(42),由于紧固装置(3)为可拆卸的,可通过变换紧固装置(3)的位置,通过多个紧固装置(3)变换外管(4)的曲率半径,实现不同曲率半径外管(4)的固定。
3.根据权利要求1或2所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的加载装置(5)包括电子万能试验机、自紧夹头(51),电子万能试验机与自紧夹头(51)通过变扣(52)连接,自紧夹头(51)另一端连接管柱试件(6)。
4.根据权利要求3所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的拉压传感器(74)连接数据采集系统,数据采集系统设置在笔记本电脑上。
5.根据权利要求4所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的第一导轨(2)有两条,第一导轨(2)的纵截面为T型,两条导轨通过紧固螺栓固定在主底座(1)和电子万能试验机上。
6.根据权利要求5所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的管卡与接头(43)之间设置有垫块(79),垫块(79)也为分体的,每个半体外具有弧形凸肋,管卡底座(36)和固定块(37)分别具有弧形凹槽,一个半体与管卡底座(36)卡固,另一个半体与固定块(37)卡固。
7.根据权利要求6所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置,其特征在于:所述的外管(4)是透明的。
8.一种权利要求7所述的高曲率井段管柱通过能力模拟实验装置的实验方法,其特征在于:
A、将主底座(1)置于水平地面;第一导轨(2)固定在电子万能试验机和主底座(1)上;紧固装置(3)沿第一导轨(2)方向滑动地连接在所述第一导轨(2)上;所述外管(4)由紧固装置(3)固定,加载装置(5)通过电子万能试验机提供加载动力,管柱试件(6)固定在所述电子万能试验机上;挡板组(7)安装在所述外管(4)弯管段(42)一端,所述挡板组(7)有拉压传感器(74);
B、通过加载装置(5)缓慢地推动管柱试件(6)下入外管(4)内,记录管柱试件(6)承受的下压力,记录管柱试件(6)下入的位移;
C、持续对管柱试件(6)施加下压力,直至管柱试件(6)顶上挡板组(7),记录挡板组(7)承受的压力;
D、同时记录管柱试件(6)承受的下压力,压力与下压力之差为外管(4)对管柱试件(6)的摩阻;
E、改变加载装置(5)加载方向,通过加载装置(5)缓慢地拉动管柱试件(6)至初始位置;
F、取下管柱试件(6),观察并拍摄其变形;
G、采用其他型号管柱试件(6),重复实验步骤A-F。