CN206523300U - 动力钻具模拟负载试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力钻具模拟负载试验装置，包括加载电机、减速机、膜片联轴器、扭矩转速传感器、扭矩转速功率测试仪和动力钻具，加载电机与减速机连接，减速机与扭矩转速传感器通过膜片联轴器连接，扭矩转速传感器与动力钻具连接，扭矩转速传感器实时将数据信号发送到扭矩转速功率测试仪显示动力钻具的扭矩和转速。本动力钻具模拟负载试验装置可以模拟井下负载，通过动力钻具的动力输出端施加不同的扭矩载荷，使动力钻具在不同的制动扭矩下稳定工作，检测出动力钻具在不同工况下的输出扭矩、转速、流量以及压力等主要性能参数，经过数据处理和相应的数学运算后得出动力钻具的动特性参数和特性曲线，从而掌握动力钻具的工作特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻探与钻井工具试验领域，尤其涉及一种动力钻具模拟负载试验装置。
背景技术
在现有技术中，动力钻具是钻探作业的关键部件之一，由泥浆泵输送一定压力流量的钻井液，驱动井下动力钻具旋转，钻具的基本性能参数对钻井作业有很大影响。当前尚无法在井底直接进行动力钻具扭矩、转速测量，要掌握动力钻具的输出扭矩、转速，必须在动力钻具的动力输出端施加一定的扭矩载荷，以模拟井底钻头的阻力，需要一种能够模拟井下负载的装置。
实用新型内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种能够模拟井下负载的动力钻具模拟负载试验装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种动力钻具模拟负载试验装置，包括加载电机、减速机、膜片联轴器、扭矩转速传感器、扭矩转速功率测试仪和动力钻具，所述加载电机与减速机连接，减速机与扭矩转速传感器通过膜片联轴器连接，扭矩转速传感器与动力钻具连接，扭矩转速传感器实时将数据信号发送到扭矩转速功率测试仪显示动力钻具的扭矩和转速。
优选地，还包括水槽、离心泵和软管，所述离心泵入水口通过管道连通水槽，所述软管与离心泵的出水口连通，另一端与动力钻具连通，为动力钻具提供具有压力的钻井液。
优选地，还包括轴承座，所述轴承座上开有竖直的导流孔，所述动力钻具的钻头插入到轴承座内与扭矩转速传感器连接；所述钻头对应导流孔的位置开有竖直的出水通道，所述出水通道随动力钻具的转动与轴承座上的导流孔相互导通或关断。
优选地，还包括溢流管道，所述溢流管道一端与软管连通，另一端与水槽连通；在溢流管道上设置有阀门。
优选地，还包括数据采集仪和涡轮流量传感器，所述涡轮流量传感器与数据采集仪电路连接；所述涡轮流量传感器设置在软管上检测动力钻具的钻井液流量。
优选地，在导流孔上还连接有回水管，所述回水管与水槽连通。
优选地，在涡轮流量传感器的前后两侧的软管管道上均设置有压力表，在回水管上也设置有压力表，所述压力表均与数据采集仪通过电路连接。
优选地，还包括底板、电机支撑座、传感器底座、动力钻具支撑座和底板；所述加载电机通过电机支撑座固定设置在底板上，所述扭矩转速传感器通过传感器底座固定设置在底板上，所述动力钻具通过动力钻具支撑座水平设置在底板上。
优选地，还包括防护罩，所述防护罩扣在所述膜片联轴器上。
优选地，还包括加载控制器，所述加载控制器与加载电机电连接。
与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下优点：
本动力钻具模拟负载试验装置可以模拟井下负载，在不断地向动力钻具输入液体介质的情况下，通过动力钻具的动力输出端施加不同的扭矩载荷，使动力钻具在不同的制动扭矩下稳定工作，检测出动力钻具在不同工况下的输出扭矩、转速、流量以及压力等主要性能参数，经过数据处理和相应的数学运算后得出动力钻具的动特性参数和特性曲线，从而掌握动力钻具的工作特性。
附图说明
图1为本实用新型动力钻具模拟负载试验装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
如图1所示，图1示出了一种动力钻具模拟负载试验装置，包括电机、减速机3、膜片联轴器4、扭矩转速传感器5、扭矩转速功率测试仪18和动力钻具8，所述电机与减速机3连接，减速机3与扭矩转速传感器5通过膜片联轴器4连接，扭矩转速传感器5与动力钻具8连接，扭矩转速传感器5实时将数据信号发送到扭矩转速功率测试仪18显示动力钻具8的扭矩和转速。电机通过电机支撑座2固定设置在底板15上，扭矩转速传感器5通过传感器底座7固定设置在底板15上，动力钻具8通过动力钻具支撑座9水平设置在底板15上。传感器底座7和动力钻具支撑座9可以保证传感器不受因更换动力钻具8而造成加载系统与动力钻具8安装同轴度存在误差，而导致试验数据误差增大，同时可避免因安装不同轴而使传感器承受弯矩，容易损坏或引起测试数据不稳定
还包括水槽12、离心泵13和软管14，所述离心泵13入水口通过管道连通水槽12，所述软管14与离心泵13的出水口连通，另一端与动力钻具8连通，为动力钻具8提供具有压力的钻井液。
还包括轴承座10，所述轴承座10上开有竖直的导流孔，所述动力钻具8的钻头插入到轴承座10内与扭矩转速传感器5连接；所述钻头对应导流孔的位置开有竖直的出水通道，所述出水通道随动力钻具8的转动与轴承座10上的导流孔相互导通或关断。
还包括溢流管道，所述溢流管道一端与软管14连通，另一端与水槽12连通；在溢流管道上设置有阀门17。
还包括数据采集仪23和涡轮流量传感器22，所述涡轮流量传感器22与数据采集仪23电路连接；所述涡轮流量传感器22设置在软管14上检测动力钻具8的钻井液流量。
在导流孔上还连接有回水管11，所述回水管11与水槽12连通。
在涡轮流量传感器22的前后两侧的软管14管道上均设置有压力表(20、21)，在回水管11上也设置有压力表19，所述压力(19、20、21)表均与数据采集仪23通过电路连接。
为了给膜片联轴器4提供保护，还包括防护罩6、所述防护罩6扣在所述膜片联轴器4上。
还包括加载控制器16，所述加载控制器16与电机电连接。加载控制器16驱动加载电机1为动力钻具8提供一定的负载，模拟动力钻具8在井底的实际工况。通过加载控制器16调整加载电机1的启动、停止以及输出转速和输出扭矩。
本动力钻具模拟负载试验装置的工作过程：
离心泵13启动前先打开阀门17，泵出来的清水从阀门17泄走，试验时慢慢关闭阀门17，预防泵一启动无处溢流管道压力升高造成损坏。在通过离心泵13不断地向动力钻具8输入清水的情况下，通过加载电机1在动力钻具8的动力输出端施加不同的扭矩载荷，使动力钻具8在不同的制动扭矩下稳定工作，扭矩转速传感器5实时将数据信号输入到扭矩转速功率测试仪18检测出动力钻具8在不同工况下的输出扭矩、转速。设置在离心泵13出水口与涡轮流量传感器22之间的软管14上的压力表19用于监测离心泵13的安全压力，设置在涡轮流量传感器22和动力钻具8之间的压力表20以及设置在回水管11上的压力表21分别用于检测动力钻具8的输入压力和输出压力，涡轮流量传感器22检测通过动力钻具8的流量，数据采集仪23采集并显示流量和压力，并能够计算并显示动力钻具8的输入功率、输出功率及效率。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，包括加载电机、减速机、膜片联轴器、扭矩转速传感器、扭矩转速功率测试仪和动力钻具，所述加载电机与减速机连接，减速机与扭矩转速传感器通过膜片联轴器连接，扭矩转速传感器与动力钻具连接，扭矩转速传感器实时将数据信号发送到扭矩转速功率测试仪显示动力钻具的扭矩和转速。
2.根据权利要求1所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括水槽、离心泵和软管，所述离心泵入水口通过管道连通水槽，所述软管与离心泵的出水口连通，另一端与动力钻具连通，为动力钻具提供具有压力的钻井液。
3.根据权利要求2所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括轴承座，所述轴承座上开有竖直的导流孔，所述动力钻具的钻头插入到轴承座内与扭矩转速传感器连接；所述钻头对应导流孔的位置开有竖直的出水通道，所述出水通道随动力钻具的转动与轴承座上的导流孔相互导通或关断。
4.根据权利要求2所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括溢流管道，所述溢流管道一端与软管连通，另一端与水槽连通；在溢流管道上设置有阀门。
5.根据权利要求3所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括数据采集仪和涡轮流量传感器，所述涡轮流量传感器与数据采集仪电路连接；所述涡轮流量传感器设置在软管上检测动力钻具的钻井液流量。
6.根据权利要求5所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，在导流孔上还连接有回水管，所述回水管与水槽连通。
7.根据权利要求6所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，在涡轮流量传感器的前后两侧的软管管道上均设置有压力表，在回水管上也设置有压力表，所述压力表均与数据采集仪通过电路连接。
8.根据权利要求1所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括底板、电机支撑座、传感器底座、动力钻具支撑座和底板；所述加载电机通过电机支撑座固定设置在底板上，所述扭矩转速传感器通过传感器底座固定设置在底板上，所述动力钻具通过动力钻具支撑座水平设置在底板上。
9.根据权利要求1所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩扣在所述膜片联轴器上。
10.根据权利要求1所述的动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于，还包括加载控制器，所述加载控制器与加载电机电连接。
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| CN110646186A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 广州黄船海洋工程有限公司 | 一种钻井设备耐久性扭力试验工装 |
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