CN111750754A - 牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，包括机架，机架上安装有支撑台，贯穿支撑台密封安装有旋转体，旋转体位于支撑台上方的部分与密封接头固定密封连接，密封接头可与钻头密封连接，支撑台底面安装有旋转座，旋转体位于支撑台下方的部分与与旋转座的内壁可相对转动，旋转座底部安装有连接板，连接板上设有四通结构，四通结构的其中一端连接快速接头，其中两端分别连接智能压力表、压力变送器，最后一端固定连接旋转密封头，旋转密封头另一端与旋转体内部密封连接，且快速接头、旋转密封头、旋转体之间形成贯通的通道，通过通道可将液体或气体注入安装在密封接头上的钻头。本发明显著提高钻头检测效率和经济性。

Description

牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置
技术领域
本发明属于石油工业井下工具性能试验装置技术领域，尤其涉及牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置。
背景技术
牙轮和金刚石钻头圆周跳动和密封性能是钻头的重要检验项目，目前国内外对牙轮和金刚石钻头密封性能检验，普遍采用连接并上紧试压接头或者液缸挤压钻头与胶垫进行测试的方法；而对牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量则需要在机床卡盘上进行，现有检验方法效率低下，程序复杂，劳动强度大，目前还没有能够同时测量钻头圆周跳动和测试钻头密封性能的综合试验装置。
因此，基于这些问题，提供一种在一台试验装置上能快速完成牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量和密封性能测试，显著提高钻头检测效率和经济性的试验装置，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在一台试验装置上能快速完成牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量和密封性能测试，显著提高钻头检测效率和经济性的试验装置。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，包括机架，所述机架上安装有支撑台，贯穿所述支撑台密封安装有旋转体，所述旋转体位于支撑台上方的部分与密封接头固定密封连接，密封接头可与钻头密封连接，所述支撑台底面安装有旋转座，所述旋转体位于支撑台下方的部分与与所述旋转座的内壁可相对转动，所述旋转座底部安装有连接板，所述连接板上设有四通结构，所述四通结构的其中一端连接快速接头，其中两端分别连接智能压力表、压力变送器，最后一端固定连接旋转密封头，所述旋转密封头另一端与所述旋转体内部密封连接，且所述快速接头、旋转密封头、旋转体之间形成贯通的通道，通过所述通道可将液体或气体注入安装在密封接头上的钻头。
进一步的，还包括密封筒和密封座，所述密封座安装在所述支撑台表面，所述密封筒与密封座密封连接并形成封闭结构，所述封闭结构将支撑台表面的旋转体、密封接头及钻头封闭在其内部。
进一步的，还包括注液口，通过所述注液口可将液体注入所述密封筒与密封座形成的封闭结构内。
进一步的，所述智能压力表、压力变送器与数据采集机构连接，可测量通过四通结构注入钻头的流体的压力。
进一步的，所述旋转体的外壁与所述旋转座的内壁之间还安装有轴承，使得所述旋转体相较于所述旋转座可转动。
进一步的，所述旋转体上还安装有锁紧螺母，通过所述锁紧螺母使得所述旋转体转动时不脱离所述旋转座。
进一步的，所述注液口位于所述封闭结构下的支撑台上。
进一步的，所述机架底部安装有若干万向轮。
本发明的优点和积极效果是：
本发明采用密封接头、旋转体、旋转座和旋转密封头实现钻头密封旋转，从而可以快速完成钻头圆周跳动测量和钻头密封性能测试，大大降低劳动强度，显著提高钻头检测效率和经济性。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的进行牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量的结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的密封接头的结构示意图；
图4为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的旋转体的结构示意图；
图5为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的旋转密封头结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的旋转座结构示意图；
图7为本发明实施例中提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置的连接板的俯视图；
图8为图7的A-A面剖面图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-8来具体说明本发明。
本实施例提供的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，包括机架16，所述机架16上安装有支撑台17，贯穿所述支撑台17密封安装有旋转体5，所述旋转体5位于支撑台17上方的部分与密封接头3固定密封连接，密封接头3可与钻头22密封连接，所述支撑台17底面安装有旋转座12，所述旋转体5位于支撑台17下方的部分与与所述旋转座12的内壁可相对转动，所述旋转座12底部安装有连接板14，所述连接板14上设有四通结构，所述四通结构的其中一端连接快速接头15，其中两端分别连接智能压力表、压力变送器，最后一端固定连接旋转密封头13，所述旋转密封头13另一端与所述旋转体5内部密封连接，且所述快速接头15、旋转密封头13、旋转体5之间形成贯通的通道，通过所述通道可将液体或气体注入安装在密封接头3上的钻头。
需要说明的是，还包括密封筒1和密封座8，所述密封座8安装在所述支撑台17表面，所述密封筒1与密封座8密封连接并形成封闭结构，所述封闭结构将支撑台17表面的旋转体、密封接头3及钻头封闭在其内部，所述封闭结构下的支撑台17上还设有注液口9，通过所述注液口9可将液体注入所述密封筒1与密封座8形成的封闭结构内。
所述旋转体5的外壁与所述旋转座12的内壁之间还安装有轴承18，使得所述旋转体5相较于所述旋转座12可转动；所述旋转体5上还安装有锁紧螺母10，通过所述锁紧螺母10使得所述旋转体5转动时不脱离所述旋转座12。
具体的，在本实施例中，密封接头3上端通过螺纹与钻头相连接,密封接头上端面设有密封圈2，可实现对钻头的端面密封，密封接头3下端与旋转体5通过锥面配合连接,固定销6用于固定配合连接后的密封接头3和旋转体5，旋转体5上端设有密封圈4，与密封接头3内部中心孔配合连接，可实现密封接头3与旋转体5的密封连接，旋转体5上与支撑台17接触的凸台圆周面上设有密封圈20，与支撑台17密封配合，旋转体5下部还加工有螺纹，用来连接锁紧螺母10，旋转体5中间设有中心孔，用来通过试压流体；旋转座12通过螺栓固定在机架16上，旋转体5通过2个轴承安装在其内部，锁紧螺母10安装在旋转体5下部螺纹上，用来限制旋转体5的轴向移动，旋转体5可以在旋转座12内自由旋转；旋转密封头13下端通过螺纹与四通结构的其中一端相连接，其中一端设有密封圈11，插入旋转体5下端中心孔中可实现旋转密封，连接板14通过螺栓固定在旋转座12上，四通结构的其中一端通过螺纹连接旋转密封头13，另外两端分别通过螺纹连接智能压力表和压力变送器，需要说明的是，智能压力表是通过液压管线连接到四通结构上，压力变送器上有螺纹，直接拧到四通结构上即可，所述智能压力表、压力变送器与数据采集机构23连接，可测量通过四通结构注入钻头的流体的压力，四通结构的最后一端连接快速接头15，可快速更换与试压装置的连接，此处的试压装置可以为试压泵或气泵，数据采集机构可采用市场上现有的数据采集仪；密封座8焊接在支撑台17上，密封筒1与密封座8通过锥面配合连接，在密封筒1配合面上设有密封圈7，可实现密封筒1与密封座8密封连接，密封筒1装入密封座8后可从注液口9注入清水测量气体泄漏量，同时密封筒1在试压时还可以起到安全防护作用。
并且，为了便于移动该装置，在本实施例中，可以考虑：所述机架16底部安装有若干万向轮19。
作为举例，在本实施例中，当进行牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量时：将钻头与密封接头3连接并手动旋紧，实现对钻头的端面密封，然后将密封接头3与旋转体5通过锥面配合连接，并插入固定销6固定，将百分表21座放在机架16的支撑台17的台面上，调节百分表位置，使指针与钻头被测位置接触，用手匀速旋转钻头一周便能测量出钻头圆周跳动量，如图2所示；
当钻头圆周跳动量测量完成后，将密封筒装入密封座内，牙轮钻头要求进行气密封试验，先将水管连接到注液口，向密封筒内注入清水，直至水面没过钻头最上端时停止注水，然后将气泵管线与快速接头配合连接，设定密封试验压力，然后打开气泵打压，气体通过旋转密封头、旋转体和密封接头形成的通道进入钻头内腔，压力升至设定压力后停机保压，保压结束后泄压，完成牙轮钻头气密性能试验，数据采集仪采集通过压力变送器传送的数据，记录试压曲线，试验结束后可将密封筒内清水排干净。
钻头圆周跳动量测量完成后，将密封筒装入密封座内，金刚石钻头要求进行液体密封试验，此时密封筒内无需注入清水，只用来作安全防护，将试压泵管线与快速接头配合连接，设定智控压力表至密封试验压力，然后打开试压泵打压，液体通过旋转密封头、旋转体和密封接头形成的通道进入钻头内腔，压力升至设定压力后停机保压，保压结束后泄压，完成金刚石钻头液体密性能试验，数据采集仪通过智能压力表传输的数据记录试压曲线。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：包括机架，所述机架上安装有支撑台，贯穿所述支撑台密封安装有旋转体，所述旋转体位于支撑台上方的部分与密封接头固定密封连接，密封接头可与钻头密封连接，所述支撑台底面安装有旋转座，所述旋转体位于支撑台下方的部分与与所述旋转座的内壁可相对转动，所述旋转座底部安装有连接板，所述连接板上设有四通结构，所述四通结构的其中一端连接快速接头，其中两端分别连接智能压力表、压力变送器，最后一端固定连接旋转密封头，所述旋转密封头另一端与所述旋转体内部密封连接，且所述快速接头、旋转密封头、旋转体之间形成贯通的通道，通过所述通道可将液体或气体注入安装在密封接头上的钻头。
2.根据权利要求1所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：还包括密封筒和密封座，所述密封座安装在所述支撑台表面，所述密封筒与密封座密封连接并形成封闭结构，所述封闭结构将支撑台表面的旋转体、密封接头及钻头封闭在其内部。
3.根据权利要求2所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：还包括注液口，通过所述注液口可将液体注入所述密封筒与密封座形成的封闭结构内。
4.根据权利要求1所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：所述智能压力表、压力变送器与数据采集机构连接，可测量通过四通结构注入钻头的流体的压力。
5.根据权利要求1所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：所述旋转体的外壁与所述旋转座的内壁之间安装有轴承，使得所述旋转体相较于所述旋转座可转动。
6.根据权利要求5所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：所述旋转体上还安装有锁紧螺母，通过所述锁紧螺母使得所述旋转体转动时不脱离所述旋转座。
7.根据权利要求3所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：所述注液口位于所述封闭结构下的支撑台上。
8.根据权利要求1所述的牙轮和金刚石钻头圆周跳动测量及密封性能试验装置，其特征在于：所述机架底部安装有若干万向轮。
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