液压模块承压试验装置
技术领域
本发明涉及液压模块测试装置技术领域,是一种液压模块承压试验装置。
背景技术
液压模块是井下工具角度调整的执行机构,传给外界的推靠力的准确性对于工具的调整影响很大。液压模块的推靠力由外界电路通过控制电机转速来实现,并通过在液压模块内部的压力传感器测量液压模块的推靠力大小,但在真实的工作环境中,液压模块外界承压是变化的,在不同外压下,压力传感器的测量值与液压模块的真实推靠力存在着一定的偏差,无法准确得到液压模块提供的真实推靠力大小,不能精准的控制井下工具的钻井角度,不能估算出液压模块的疲劳寿命,给钻井工作造成了很大的风险。
发明内容
本发明提供了一种液压模块承压试验装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决在不同外压下,压力传感器的测量值与液压模块的真实推靠力存在着一定的偏差,无法准确得到液压模块提供的真实推靠力大小,不能精准的控制井下工具的钻井角度,不能估算出液压模块的疲劳寿命,给钻井工作造成了很大的风险的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种液压模块承压试验装置,包括连线接头、管体、打压接头、夹具和钻井液压模块;钻井液压模块为带有活塞的钻井液压模块,连线接头的右部与管体的左部固定连接在一起,打压接头的左部与管体的右部固定连接在一起,连线接头、管体和打压接头之间形成耐压腔,连线接头的右端下部一体固定有安装台,连线接头的安装台上端与钻井液压模块的左部底端固定连接在一起,钻井液压模块的活塞固定安装有夹具,夹具与钻井液压模块的活塞之间固定安装有压力传感器A,打压接头的内部设有左右通透的打压孔,打压孔的右端固定安装有快速接头,连线接头内的下部设有水平方向的接线孔,连线接头的安装台上部设有安装孔,接线孔的左端与外部相连通,接线孔的右端与安装孔相连通,安装孔内固定安装有插针A,连线接头的安装台、钻井液压模块和夹具均位于耐压腔内。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述钻井液压模块为旋转导向液压模块,该旋转导向液压模块包括连接块、基体块、液体输送装置、阀组和储油装置;连接块的右端与基体块的左端固定连接在一起,基体块的上端右部固定安装有活塞导向装置,连接块的前端左部固定安装有插头,连接块内的上部与基体块内的上部分别设有相连通的安装腔,连接块的右下部与基体块的左下部分别设有相连通的安装孔,基体块的右部设有储油腔,连接块的安装孔内套装有液压传感装置,在连接块的安装腔的中部套装有插针B,在基体块的安装腔的左部固定安装有液体输送装置,基体块的安装腔的右部卡装有阀组,液体输送装置的右端与阀组的左端固定连接在一起,基体块的储油腔内固定安装有储油装置,在阀组和基体块内设有与液体输送装置的出液端和活塞导向装置的液压端相连通的输液通道,在阀组和基体块内设有与液体输送装置的出液端和储油装置的进油端相连通的溢流通道,在基体块内设有与液体输送装置的进液端和储油装置的供油端相连通的液压油通道。
上述活塞导向装置包括活塞顶板、活塞、缸套和弹性压力胶囊,缸套的底部通过螺栓与基体块的上端右部固定安装在一起,缸套的内侧套装有活塞,活塞的顶部固定安装有活塞顶板,弹性压力胶囊位于缸套的外部,弹性压力胶囊的下端与缸套的下部外侧固定连接在一起,弹性压力胶囊的上端通过压板与活塞顶板固定安装在一起,活塞的底部与基体块的输液通道相连通。
上述连接块安装腔的右部内侧设有环槽,连接块安装腔的环槽内套装有连接桥管A,连接桥管A的右部套装在基体块安装腔的左部,插针B位于连接桥管A的左方,液体输送装置的左部与连接桥管A的右部固定连接在一起;或/和,液体输送装置包括电机固定套、电机、联轴器和液压泵,电机固定套套装在基体块腔体的左部,电机固定套的左部外侧与连接桥管A的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连接桥管A的右端内侧设有卡槽,电机的左端固定安装电机防转片,电机套装在电机固定套内,电机的电机防转片卡装在连接桥管A的卡槽内,液压泵固定安装在电机右方的基体块安装腔内,电机的输出轴通过联轴器与液压泵的输入轴固定连接在一起,液压泵的出液端与阀组的左端固定连接在一起,液压泵的进液端与基体块的液压油通道的固定连接在一起。
上述储油装置包括油囊压头、油囊塞和弹性油囊,弹性油囊和油囊塞均位于储油腔内,油囊压头的左端套装在基体块的储油腔的中部,油囊压头的右端与储油腔的右端固定连接在一起,弹性油囊的右部内侧与油囊塞的左部外侧固定连接在一起,油囊压头内部设有开口向左的内腔,油囊压头内腔的左部设有楔形槽,油囊塞的右部套装在油囊压头的内腔中部,油囊塞和弹性油囊相连接的部分通过楔形槽卡装在油囊压头的内腔左部,油囊压头的上端右部设有与内腔和基体块的溢流通道相连通的溢流口,油囊压头的上端左部设有与基体块液压油通道相连通的进油口,油囊塞的下部设有与弹性油囊的内腔和油囊压头的右部内腔相连通的水平进油通道,油囊塞的上部设有与弹性油囊的内腔和油囊压头的进油口相连通的排油通道。
上述阀组的输液通道和溢流通道相连通,阀组的左部固定安装有单向阀,单向阀的左端与液体输送装置的出液端固定连接在一起,单向阀的右端与阀组的输液通道相连通,阀组的溢流通道固定安装有溢流阀;或/和,基体块的安装孔内套装有连接桥管B,连接桥管B的左部套装在连接块的安装孔右部,液压传感装置包括压力传感器B和护线套,压力传感器B的测压端与连接桥管B的左端压紧贴在一起,压力传感器B的左端固定安装有护线套,护线套的外侧固定安装在连接块的安装孔内,连接桥管B的内部设有左右通透的通孔,在基体块内设有与连接桥管B的通孔和活塞导向装置的液压端相连通的压力通道。
上述连接块的下端中部设有与连接块的安装孔和安装腔相连通的斜孔,在连接块的斜孔下部固定安装有堵头,插头通过螺钉固定在连接块的前端左部,连接块内设有与连接块安装腔左端和插头相连通的电缆孔,连接桥管A设有与插头和电机输入端相连通的通孔,插头与插针B电连接在一起,插针B与电机的输入端电连接在一起,插针B与压力传感器B的输出端电连接在一起;或/和,连接块的上端设有至少一个的螺栓通孔。
上述连线接头的安装台上端设有至少一个的螺栓孔,旋转导向液压模块通过连接块上端的螺栓通孔和螺栓固定安装在连线接头的安装台上;或/和,夹具包括上夹板、下夹板和四个螺栓,上夹板水平放置在液压模块的活塞顶板的上表面,下夹板水平放置在液压模块的活塞顶板的下表面,上夹板和下夹板的前侧左部、前侧右部、后侧左部和后侧右部分别设有螺栓孔,上夹板和下夹板通过螺栓孔和螺栓固定连接在一起,上夹板底部固定安装有压力传感器A,压力传感器A的底部与旋转导向液压模块的活塞顶板的输出端连接一起。
上述管体的外部有外部电源,插针A与插头电连接在一起,插针A与压力传感器A电连接在一起,插针A与外部电源电连接在一起。
上述连线接头的右部外侧与管体的左部内侧通过螺纹固定连接在一起,打压接头的左部外侧与管体的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连线接头与管体之间安装有至少两个的环形密封圈,打压接头与管体之间安装有至少两个的环形密封圈,插针A与连线接头的安装孔之间安装有环形密封圈。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过在管体内打压的方式来模拟液压模块真实工作过程中受外压的情况,通过试验可得到在不同外压下电机转速与液压模块内压力传感器测量值和旋转导向液压模块的真实推靠力之间的关系,能够准确控制井下工具的钻井角度,并可以通过测试,估算出旋转导向液压模块的疲劳寿命,确保旋转导向液压模块在工作过程中安全可靠。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的A-A向放大结构示意图。
附图3为附图1中旋转导向液压模块的主视剖视放大结构示意图。
附图4为附图3中阀组的放大结构示意图。
附图中的编码分别为:1为连线接头,2为管体,3为打压接头,4为夹具,5为旋转导向液压模块,6为耐压腔,7为安装台,8为快速接头,9为压力传感器A,10为上夹板,11为下夹板,12为连接块,13为基体块,14为阀组,15为插针B,16为插头,17为活塞顶板,18为活塞,19为缸套,20为弹性压力胶囊,21为压板,22为连接桥管A,23为电机固定套,24为电机,25为联轴器,26为液压泵,27为电机防转片,28为油囊压头,29为油囊塞,30为弹性油囊,31为单向阀,32为溢流阀,33为连接桥管B,34为压力传感器B,35为护线套,36为堵头,37为输液通道,38为溢流通道,39为进油通道,40为排油通道,41为插针A。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示,该液压模块承压试验装置,包括连线接头1、管体2、打压接头3、夹具4和钻井液压模块;钻井液压模块为带有活塞的钻井液压模块,连线接头1的右部外侧与管体2的左部内侧固定连接在一起,打压接头3的左部外侧与管体2的右部内侧固定连接在一起,连线接头1、管体2和打压接头3之间形成耐压腔6,连线接头1的右端下部一体固定有安装台7,连线接头1的安装台7上端与钻井液压模块的左部底端固定连接在一起,钻井液压模块的活塞固定安装有夹具4,夹具4与钻井液压模块的活塞之间固定安装有压力传感器A9,打压接头3的内部设有左右通透的打压孔,打压孔的右端固定安装有快速接头8,连线接头1内的下部设有水平方向的接线孔,连线接头1的安装台上部设有安装孔,接线孔的左端与外部相连通,接线孔的右端与安装孔相连通,安装孔内固定安装有插针A41,连线接头1的安装台7、钻井液压模块和夹具4均位于耐压腔6内。这样,旋转导向液压模块5为公知公用,作业人员通过快速接头8向耐压腔6内输送高压液压油,并将耐压腔6内的压力控制在一定的范围内,然后通过插针A41控制钻井液压模块工作,记录钻井液压模块内压力传感器测量的压力值,从而得到钻井液压模块的实际推靠力大小,通过做多组试验得到一系列的数据,估算出钻井液压模块的疲劳寿命,确保钻井液压模块在工作过程中安全可靠。
可根据实际需要,对上述液压模块承压试验装置作进一步优化或/和改进:
如附图2所示,钻井液压模块为旋转导向液压模块5,该旋转导向液压模块5包括连接块12、基体块13、液体输送装置、阀组14和储油装置;连接块12的右端与基体块13的左端固定连接在一起,基体块13的上端右部固定安装有活塞导向装置,连接块12的前端左部固定安装有插头16,连接块12内的上部与基体块13内的上部分别设有相连通的安装腔,连接块12的右下部与基体块13的左下部分别设有相连通的安装孔,基体块13的右部设有储油腔,连接块12的安装孔内套装有液压传感装置,在连接块12的安装腔的中部套装有插针B15,在基体块13的安装腔的左部固定安装有液体输送装置,基体块13的安装腔的右部卡装有阀组14,液体输送装置的右端与阀组14的左端固定连接在一起,基体块13的储油腔内固定安装有储油装置,在阀组14和基体块13内设有与液体输送装置的出液端和活塞导向装置的液压端相连通的输液通道37,在阀组14和基体块13内设有与液体输送装置的出液端和储油装置的进油端相连通的溢流通道38,在基体块13内设有与液体输送装置的进液端和储油装置的供油端相连通的液压油通道。这样,储油装置通过液压油通道向液体输送装置的进液端供油,液体输送装置在作业人员的控制下工作,将高压液压油通过阀组14和基体块13的输液通道37输送到活塞导向装置的液压端,使活塞导向装置的活塞向上运动,如果高压液压油的压力过高,可以通过阀组14和基体块13的溢流通道38进入储油装置中,不会因液压油压力过高而造成设备的损坏,液压传感装置可以将高压液压油的压力通过插针B15和插头16实时的反馈给作业人员。
如附图2所示,活塞导向装置包括活塞顶板17、活塞18、缸套19和弹性压力胶囊20,缸套19的底部通过螺栓与基体块13的上端右部固定安装在一起,缸套19的内侧套装有活塞18,活塞18的顶部固定安装有活塞顶板17,弹性压力胶囊18位于缸套的外部,弹性压力胶囊18的下端与缸套19的下部外侧固定连接在一起,弹性压力胶囊18的上端通过压板21与活塞顶板17固定安装在一起,活塞18的底部与基体块13的输液通道37相连通。这样,弹性压力胶囊20为公知公用,高压液压油通过基体块13的输液通道37进入到活塞18的底部推动活塞18向上移动,活塞18带动活塞顶板17向上移动,弹性压力胶囊20可以在外界液压大于内部液压的情况下,起到一定压力补偿的作用。
如附图2所示,连接块12安装腔的右部内侧设有环槽,连接块12安装腔的环槽内套装有连接桥管A22,连接桥管A22的右部套装在基体块13安装腔的左部,插针B15位于连接桥管A22的左方,液体输送装置的左部与连接桥管A22的右部固定连接在一起;或/和,液体输送装置包括电机固定套23、电机24、联轴器25和液压泵26,电机固定套23套装在基体块13腔体的左部,电机固定套23的左部外侧与连接桥管A22的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连接桥管A22的右端内侧设有卡槽,电机24的左端固定安装电机防转片27,电机24套装在电机固定套23内,电机24的电机防转片27卡装在连接桥管A22的卡槽内,液压泵26固定安装在电机24右方的基体块13安装腔内,电机24的输出轴通过联轴器25与液压泵26的输入轴固定连接在一起,液压泵26的出液端与阀组14的左端固定连接在一起,液压泵26的进液端与基体块13的液压油通道的固定连接在一起。这样,电机防转片27固定安装在电机24外壳的左端,电机防转片27卡装在连接桥管A22的卡槽内可以有效防止电机24的外壳发生转动,电机24通过联轴器25带动液压泵26转动,从而使液体输送装置能够正常工作。
如附图2所示,储油装置包括油囊压头28、油囊塞29和弹性油囊30,弹性油囊30和油囊塞29均位于储油腔内,油囊压头28的左端套装在基体块13的储油腔的中部,油囊压头28的右端与储油腔的右端固定连接在一起,弹性油囊30的右部内侧与油囊塞29的左部外侧固定连接在一起,油囊压头28内部设有开口向左的内腔,油囊压头28内腔的左部设有楔形槽,油囊塞29的右部套装在油囊压头28的内腔中部,油囊塞29和弹性油囊30相连接的部分通过楔形槽卡装在油囊压头28的内腔左部,油囊压头28的上端右部设有与内腔和基体块13的溢流通道38相连通的溢流口,油囊压头28的上端左部设有与基体块13液压油通道相连通的进油口,油囊塞29的下部设有与弹性油囊30的内腔和油囊压头28的右部内腔相连通的水平进油通道39,油囊塞29的上部设有与弹性油囊30的内腔和油囊压头28的进油口相连通的排油通道40。这样,弹性油囊30为公知公用,油囊压头28的右端与储油腔的右端可以通过螺栓固定连接在一起,弹性油囊30可以利用自身弹性储存较多的液压油,在需要向液体输送装置供油时,弹性油囊30通过自身弹性将液压油送入液体输送装置的进液端中,当液体输送装置供出的液压油压力过高时,液压油可以通过油囊压头28的溢流口和油囊塞29的进油通道39进入弹性油囊30中,防止因液压油压力过高而损坏设备。
如附图2所示,阀组14的输液通道37和溢流通道38相连通,阀组的左部固定安装有单向阀31,单向阀31的左端与液体输送装置的出液端固定连接在一起,单向阀31的右端与阀组14的输液通道37相连通,阀组14的溢流通道38固定安装有溢流阀32;或/和,基体块13的安装孔内套装有连接桥管B33,连接桥管B33的左部套装在连接块12的安装孔右部,液压传感装置包括压力传感器B34和护线套35,压力传感器B34的测压端与连接桥管B33的左端压紧贴在一起,压力传感器B34的左端固定安装有护线套35,护线套35的外侧固定安装在连接块12的安装孔内,连接桥管B33的内部设有左右通透的通孔,在基体块13内设有与连接桥管B33的通孔和活塞导向装置的液压端相连通的压力通道。这样,溢流阀32为一种单向阀,单向阀可以防止液压油的倒流,确保了液体输送装置能够安全正常的运行;连接桥管B33与护线套35将压力传感器34限定在连接块12的安装孔内,连接桥管B33将液压油引至压力传感器34的测压端,实现了旋转导向液压模块5内的液压油压力的测量。
如附图2所示,连接块12的下端中部设有与连接块的安装孔和安装腔相连通的斜孔,在连接块的斜孔下部固定安装有堵头36,插头通过螺钉固定在连接块12的前端左部,连接块12内设有与连接块安装腔左端和插头16相连通的电缆孔,连接桥管A设有与插头16和电机输入端相连通的通孔,插头16与插针B15电连接在一起,插针B15与电机24的输入端电连接在一起,插针B15与压力传感器B34的输出端电连接在一起;或/和,连接块12的上端设有至少一个的螺栓通孔。这样,活塞偏置式旋转导向液压模块可以通过连接块12上端的螺栓孔固定安装所需安装的位置,插头16的电缆穿过电缆孔与插针B15电连接,插针B15分别与压力传感器B34和电机24电连接,使插头16将压力传感器B34的测量数据反馈给作业人员,作业人员可以通过插头16控制电机24转动,从而使活塞偏置式旋转导向液压模块工作。
如附图1、2所示,连线接头1的安装台7上端设有至少一个的螺栓孔,旋转导向液压模块5通过连接块12上端的螺栓通孔和螺栓固定安装在连线接头1的安装台7上;或/和,夹具4包括上夹板10、下夹板11和四个螺栓,上夹板10水平放置在液压模块5的活塞顶板17的上表面,下夹板11水平放置在液压模块5的活塞顶板17的下表面,上夹板10和下夹板11的前侧左部、前侧右部、后侧左部和后侧右部分别设有螺栓孔,上夹板10和下夹板11通过螺栓孔和螺栓固定连接在一起,上夹板11底部固定安装有压力传感器A9,压力传感器A9的底部与旋转导向液压模块5的活塞顶板17连接一起。这样,在旋转导向液压模块5内部液压油的作用下,活塞顶板17有向上移动的趋势,夹具4限制了活塞顶板17的移动,上夹板10与活塞顶板17之间安装的压力传感器A9可以将活塞顶板17向上的作用力大小反馈给试验人员。
如附图1、2所示,管体2的外部有外部电源,插针A41与插头16电连接在一起,插针A41与压力传感器A9电连接在一起,插针A41与外部电源电连接在一起。这样,外部电源的电力通过插针A41与插头16传入旋转导向液压模块的内部,压力传感器A9可以通过插针A41将测量数据反馈给试验人员。
如附图1、2所示,连线接头1的右部外侧与管体2的左部内侧通过螺纹固定连接在一起,打压接头3的左部外侧与管体2的右部内侧通过螺纹固定连接在一起,连线接头1与管体2之间安装有至少两个的环形密封圈,打压接头3与管体2之间安装有至少两个的环形密封圈,插针A41与连线接头1的安装孔之间安装有环形密封圈。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程:试验前,试验人员将安装有夹具4的旋转导向液压模块5安装在连线接头的安装台7上,然后将连线接头1和打压接头3固定安装在管体2上,确保插针A41与旋转导向液压模块5和压力传感器A9的电连接,试验人员通过打压接头3的快速接头8向液压模块承压试验装置的耐压腔6中输入高压液压油,当耐压腔6内的压力达到一定值后进行保压,试验人员控制旋转导向液压模块5内的电机24转动,带动液压泵26将液压油输送至活塞导向装置的活塞18处,挤压活塞18使活塞18和活塞顶板19有向上的推力,夹具4限制了活塞18的移动,从而使安装在上夹板10与活塞顶板19之间的压力传感器B34可以测量出此时旋转导向液压模块5能够输出多大的推靠力,因活塞导向装置的弹性压力胶囊20内充入了一定压力的液压油,可以减小试验因为液压油压力波动造成的影响,试验人员通过多次试验可得到在不同外压下电机24转速与旋转导向液压模块5内的压力传感器B34测量值和旋转导向液压模块5的真实推靠力之间的关系,能够准确控制井下工具的钻井角度,并可以通过测试,估算出旋转导向液压模块5的疲劳寿命,确保旋转导向液压模块5在工作过程中安全可靠。