CN105201813B - 螺杆泵地面驱动装置试验系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是螺杆泵地面驱动装置试验系统及其使用方法，能够全面测试螺杆泵地面驱动装置的性能，确保螺杆泵地面驱动装置的生产、维修出厂质量，可避免螺杆泵地面驱动装置使用故障的发生。本试验系统包括试验电机、电气控制柜和双功传感器。被测螺杆泵地面驱动装置固定在基座的工作台面上由其工作电机带动，轴向加载器通过液压管线与液压站连接；试验电机与减速箱连接并固定在基座的下部，传动轴的杆体从基座、轴向加载器、被测螺杆泵地面驱动装置和双功传感器中穿过，其杆体上部固定力矩传递卡箍、杆体下端与减速箱的输出端连接；试验电机、液压站、被测螺杆泵地面驱动装置的工作电机和双功传感器均通过电缆与电气控制柜连接。
Description
技术领域
本发明涉及采油井螺杆泵地面驱动装置的试验设备，特别是螺杆泵地面驱动装置试验系统及其使用方法，能够全面测试螺杆泵地面驱动装置的性能，确保螺杆泵地面驱动装置的生产、维修出厂质量。
背景技术
螺杆泵是应用于采油井的井下设备，螺杆泵地面驱动装置安装在地面，是驱动井下螺杆泵的一种设备。由于螺杆泵地面驱动装置在生产、维修厂家，无法在生产线上模拟螺杆泵地面驱动装置在油井中的工作实况，无法测量满负荷扭矩以及125%超负荷的实验，也无法测量螺杆泵地面驱动装置的轴向载荷以及停机时抽油杆反扭矩制动性能。螺杆泵地面驱动装置，若不进行检测，安装到生产现场后易出现以下问题：一是生产故障不断，频繁启停，影响生产时率，甚至造成躺井，影响产量，产生修井费用。二是井下杆柱反扭矩制动性能不清，存在安全风险，甚至发生安全事故。生产现场急需一种螺杆泵地面驱动装置的试验设备，检测其工作性能。
发明内容
本发明的目的是提供螺杆泵地面驱动装置试验系统及其使用方法，改变目前螺杆泵地面驱动装置无法模拟井下运转实验的现状，将质量缺陷消灭在出厂之前，提高螺杆泵地面驱动装置的生产、维修出厂品质，保证其使用质量，提高其安全性能。
本发明的技术解决方案是：螺杆泵地面驱动装置试验系统包括试验电机、电气控制柜和双功传感器。被测螺杆泵地面驱动装置固定在基座的工作台面上由其工作电机带动，轴向加载器通过液压管线与液压站连接；试验电机与减速箱连接并固定在基座的下部，传动轴的杆体从基座、轴向加载器、被测螺杆泵地面驱动装置和双功传感器中穿过，其杆体上部固定力矩传递卡箍、杆体下端与减速箱的输出端连接；试验电机、液压站、被测螺杆泵地面驱动装置的工作电机和双功传感器均通过电缆与电气控制柜连接。
螺杆泵地面驱动装置试验系统的使用方法是：
A、操作电气控制柜，启动被测螺杆泵地面驱动装置的控制按钮，使其工作电机和被测螺杆泵地面驱动装置工作；被测螺杆泵地面驱动装置的旋转扭矩通过双功传感器和力矩传递卡箍传递给传动轴，由双功传感器检测出被测螺杆泵地面驱动装置的旋转扭矩；
B、传动轴将被测试螺杆泵地面驱动装置产生的机械能传递给减速箱和试验电机，再通过试验电机和减速箱将其机械能转换成电能反馈到被测螺杆泵地面驱动装置；
C、启动液压站的按扭，使液压站工作为轴向加载器提供加载液压力，施加在传动轴上并通过力矩传递卡箍传递给双功传感器，测出被测螺杆泵地面驱动装置的轴向力；
D、进行防反转扭矩试验时，启动电气控制柜上的试验电机的按钮，使试验电机产生反转扭矩，通过传动轴和力矩传递卡箍传递给双功传感器，测出防反转扭矩的数据；
E、电气控制柜将测试数据储存并通过与其连接的数据处理装置将其读出并打印。
本发明具有如下显著的优点和效果：本发明是检验螺杆泵地面驱动装置产品质量的装备，能够在生产、维修螺杆泵地面驱动装置的厂家使用，可全面测试螺杆泵地面驱动装置的性能，确保螺杆泵地面驱动装置在生产现场中的使用效果。能够实现满负荷扭矩以及125%超负荷短时间的试验，也可测量螺杆泵地面驱动装置轴向载荷以及停机时抽油杆反扭矩的制动性能。采用本发明可保障生产或维修出厂的螺杆泵地面驱动装置的质量，可避免螺杆泵地面驱动装置使用故障的发生，大大减少使用单位的现场维护费用和发生事故造成的不良后果，同时减少对原油生产的影响，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中轴向加载器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。参见图1和图2， 螺杆泵地面驱动装置试验系统包括试验电机2、电气控制柜3和双功传感器7，被测螺杆泵地面驱动装置9固定在基座1的工作台面上由其工作电机10带动，轴向加载器5通过液压管线与液压站6连接；试验电机2与减速箱11连接并固定在基座1的下部，传动轴4的杆体从基座1、轴向加载器5、被测螺杆泵地面驱动装置9和双功传感器7中穿过，其杆体上部固定力矩传递卡箍8、杆体下端与减速箱11的输出端连接；试验电机2、液压站6、被测螺杆泵地面驱动装置9的工作电机10和双功传感器7均通过电缆与电气控制柜3连接。试验电机2、减速箱11、电气控制柜3、双功传感器7和液压站6均可从市场购置，电气控制柜3还可通过专业厂家订购。传动轴4的下端与减速箱11输出端的空心轴键槽连接，传动轴4的中部杆体设有承载台阶，将轴向加载器5安装在该承载台阶的上方，，承载台阶的外径等于或大于轴向加载器5的外径，可使轴向加载器5对传动轴4向下施加轴向加载力。轴向加载器5包括活塞5.1和壳体5.7，活塞5.1设有中心孔，本体的中部外圆设有滑动台阶，使活塞5.1能够穿套在传动轴4上并能够在壳体5.7中滑动；活塞5.1的滑动台阶上部与壳体5.7之间安装调节环5.2，壳体5.7下部与活塞5.1的滑动台阶之间安装螺栓5.3；壳体5.7的壳壁中设有进液孔道与其内腔连通，在该进液孔道的下部端口装有进液接头5.4，来自液压站6的液压油通过液压管线从该进液接头4进入轴向加载器5中。活塞5.1的滑动台阶中的螺栓孔是光孔，螺栓5.3的上部杆体是光杆。一方面螺栓5.3对壳体5.7和活塞5.1起到了固定作用，另一方面也使活塞5.1能够沿螺栓5.3滑动。活塞5.1的滑动台阶中还设有弹簧孔，内设助推弹簧5.5，该弹簧孔与螺栓孔间隔设置。助推弹簧5.5可起到辅助轴向加载器5快速卸载的作用。壳体5.7壳壁中的进液孔道向上延伸至调节环5.2的下方再与壳体5.7的内腔连通，在活塞5.1滑动台阶的上部外圆设有倒角，以利于液压油的进入，从滑动台阶的上端面向下施加轴向加载力。调节环5.2的内圆是异径内圆，中部内圆设有隔台，在隔台两侧设置密封件5.6；在活塞5.1的滑动台阶外圆也设有密封圈，可为轴向加载器5提供可靠密封。力矩传递卡箍8固定在双功传感器7上方的传动轴4上，是由一个转轴固定的两个对合的半圆体，对合处通过螺栓固定，对合后的内径小于传动轴4的外径。在被测螺杆泵地面驱动装置9试验结束后卸下，更换被测螺杆泵地面驱动装置9时再装上，使其紧紧卡持、固定在传动轴4的上部杆体上，实现力矩的传递。基座1设有下箱体和工作台面，下箱体和工作台面通过支架固定，将减速箱11置于下箱体中、轴向加载器5置于支架中、被测螺杆泵地面驱动装置9和其工作电机10固定在工作台面上。
螺杆泵地面驱动装置试验系统的使用方法，是：
A、操作电气控制柜3，启动被测螺杆泵地面驱动装置9的控制按钮，使其工作电机10和被测螺杆泵地面驱动装置9工作；被测螺杆泵地面驱动装置9的旋转扭矩通过双功传感器7和力矩传递卡箍8传递给传动轴4，由双功传感器7检测出被测螺杆泵地面驱动装置9的旋转扭矩；
B、传动轴4将被测试螺杆泵地面驱动装置9产生的机械能传递给减速箱11和试验电机2，再通过试验电机2和减速箱11将其机械能转换成电能反馈到被测螺杆泵地面驱动装置9，从而节约能源；
C、启动液压站6的按扭，使液压站6工作为轴向加载器5提供加载液压力，施加在传动轴4上并通过力矩传递卡箍8传递给双功传感器7，测出被测螺杆泵地面驱动装置9的轴向力；
D、进行防反转扭矩试验时，启动电气控制柜3上的试验电机2的按钮，使试验电机2产生反转扭矩，通过传动轴4和力矩传递卡箍8传递给双功传感器7，测出防反转扭矩的数据；
E、电气控制柜3将测试数据储存并通过与其连接的数据处理装置将其读出并打印。
Claims (10)
1.螺杆泵地面驱动装置试验系统，包括试验电机（2）、电气控制柜（3）和检测扭矩的双功传感器（7），其特征是，被测螺杆泵地面驱动装置（9）固定在基座（1）的工作台面上由其工作电机（10）带动，轴向加载器（5）通过液压管线与液压站（6）连接；试验电机（2）与减速箱（11）连接并固定在基座（1）的下部，传动轴（4）的杆体从基座（1）、轴向加载器（5）、被测螺杆泵地面驱动装置（9）和双功传感器（7）中穿过，其杆体上部固定力矩传递卡箍（8）、杆体下端与减速箱（11）的输出端连接；试验电机（2）、液压站（6）、被测螺杆泵地面驱动装置（9）的工作电机（10）和双功传感器（7）均通过电缆与电气控制柜（3）连接。
2.如权利要求1所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述传动轴（4）的下端与减速箱（11）输出端的空心轴键槽连接，传动轴（4）的中部杆体设有承载台阶，将轴向加载器（5）安装在该承载台阶的上方，承载台阶的外径等于或大于轴向加载器（5）的外径。
3.如权利要求1或2所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述轴向加载器（5）包括活塞（5.1）和壳体（5.7），活塞（5.1）设有中心孔，活塞的本体中部外圆设有滑动台阶，使活塞（5.1）能够穿套在传动轴（4）上并能够在壳体（5.7）中滑动；活塞（5.1）的滑动台阶上部与壳体（5.7）之间安装调节环（5.2），壳体（5.7）下部与活塞（5.1）的滑动台阶之间安装螺栓（5.3）；壳体（5.7）的壳壁中设有进液孔道与其内腔连通，在该进液孔道的下部端口装有进液接头（5.4）。
4.如权利要求3所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述活塞（5.1）的滑动台阶中的螺栓孔是光孔，螺栓（5.3）的上部杆体是光杆。
5.如权利要求4所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述活塞（5.1）的滑动台阶中还设有弹簧孔，内设助推弹簧（5.5），该弹簧孔与螺栓孔间隔设置。
6.如权利要求3所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述壳体（5.7）壳壁中的进液孔道向上延伸至调节环（5.2）的下方再与壳体（5.7）的内腔连通，在活塞（5.1）滑动台阶的上部外圆设有倒角。
7.如权利要求6所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述调节环（5.2）的内圆是异径内圆，中部内圆设有隔台，在隔台两侧设置密封件（5.6）；在活塞（5.1）的滑动台阶外圆也设有密封圈。
8.如权利要求1所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述力矩传递卡箍（8）固定在双功传感器（7）上方的传动轴（4）上，是由一个转轴固定的两个对合的半圆体，对合处通过螺栓固定，对合后的内径小于传动轴（4）的外径。
9.如权利要求1所述的螺杆泵地面驱动装置试验系统，其特征是，所述基座（1）设有下箱体和工作台面，下箱体和工作台面通过支架固定，将减速箱（11）置于下箱体中、轴向加载器（5）置于支架中、被测螺杆泵地面驱动装置（9）和其工作电机（10）固定在工作台面上。
10.用于权利要求1所述螺杆泵地面驱动装置试验系统的使用方法，是：
A、操作电气控制柜（3），启动被测螺杆泵地面驱动装置（9）的控制按钮，使其工作电机（10）和被测螺杆泵地面驱动装置（9）工作；被测螺杆泵地面驱动装置（9）的旋转扭矩通过双功传感器（7）和力矩传递卡箍（8）传递给传动轴（4），由双功传感器（7）检测出被测螺杆泵地面驱动装置（9）的旋转扭矩；
B、传动轴（4）将被测试螺杆泵地面驱动装置（9）产生的机械能传递给减速箱（11）和试验电机（2），再通过试验电机（2）和减速箱（11）将其机械能转换成电能反馈到被测螺杆泵地面驱动装置（9）；
C、启动液压站（6）的按扭，使液压站（6）工作为轴向加载器（5）提供加载液压力，施加在传动轴（4）上并通过力矩传递卡箍（8）传递给双功传感器（7），测出被测螺杆泵地面驱动装置（9）的轴向力；
D、进行防反转扭矩试验时，启动电气控制柜（3）上的试验电机（2）的按钮，使试验电机（2）产生反转扭矩，通过传动轴（4）和力矩传递卡箍（8）传递给双功传感器（7），测出防反转扭矩的数据；
E、电气控制柜（3）将测试数据储存并通过与其连接的数据处理装置将其读出并打印。
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| CN105201813A CN105201813A (zh) | 2015-12-30 |
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