CN209707125U - 一种验证伸缩工具使用性能的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种验证伸缩工具使用性能的实验装置，包括液压驱动装置、与液压驱动装置连接且由液压驱动装置驱动的液压传动装置、与液压传动装置可拆卸连接且由液压传动装置带动做往复运动的模拟工装、与模拟工装连接的采集装置；模拟工装包括模拟外筒、模拟心轴、以及密封机构；模拟心轴穿设在模拟外筒中，且与液压传动装置连接；模拟外筒的内侧设有接入实验液体的第一腔室；模拟外筒的外侧设有与第一腔室连通的第一注液孔；密封机构设置在第一腔室的两端；采集装置与第一注液孔连通，以采集第一腔室的压力信息。验证伸缩工具使用性能的实验装置能够验证伸缩工具的使用性能，具有操作简便、验证效果好的优点。

Description

一种验证伸缩工具使用性能的实验装置

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气勘探测试领域，更具体地说，涉及一种验证伸缩工具使用性能的实验装置。

背景技术

通过调研，目前国内外还没有类似的实验装置能够验证伸缩工具在带压条件下的具体使用次数，只能在工具静态条件下进行工具压力测试。无法完全模拟工具在实际使用过程中的工作状态，无法提供相关数据证明工具能够满足现场的工作要求。使用现有的实验工具和设备无法进行动态带压实验，当伸缩节伸长时，内容积会出现变化，实验泵无法在短时间内快速补充适当的液体进入工具内的心轴内部，会出现实验压力的下降，当工具压缩时，又会出现压力的快速上升，无法直观的显示出压力的变化情况。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能够验证已经设计好的伸缩工具在带压条件下的实验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种验证伸缩工具使用性能的实验装置，包括液压驱动装置、与所述液压驱动装置连接且由所述液压驱动装置驱动的液压传动装置、与所述液压传动装置可拆卸连接且由所述液压传动装置带动做往复运动的模拟工装、与所述模拟工装连接以采集所述模拟工装压力数据信息的采集装置；

所述模拟工装包括模拟外筒、模拟心轴、以及密封机构；

所述模拟心轴穿设在所述模拟外筒中，且与所述液压传动装置连接，由所述液压传动装置带动沿轴向做往复运动；

所述模拟外筒的内侧设有接入实验液体的第一腔室；所述模拟外筒的外侧设有与所述第一腔室连通的第一注液孔；所述密封机构设置在所述第一腔室的两端；

所述采集装置与所述第一注液孔连通，以采集所述第一腔室的压力信息。

优选地，所述密封机构包括密封圈，所述密封圈设置在所述第一腔室的两端，且套设在所述模拟心轴的外围，位于所述模拟心轴与所述模拟外筒之间。

优选地，所述模拟外筒的内侧还设有接入润滑剂的第二腔室，所述模拟外筒的外侧设有与所述第二腔室连通的第二注液孔；

所述密封机构还设置在所述第二腔室的两端，

所述采集装置与所述第二注液孔连通，以采集所述第二腔室的压力信息。

优选地，所述模拟工装还包括连接所述模拟心轴和所述液压传动装置的连接机构；

所述连接机构设置在所述模拟心轴远离所述外筒的一端。

优选地，所述液压传动装置包括外筒、心轴、第一密封接头、第二密封接头以及活塞；

所述心轴穿设在所述外筒中，且与所述模拟工装连接，以带动所述模拟工装沿轴向做往复运动；

所述心轴的外侧与所述外筒的内侧之间设有以储存液压油的液压油腔；

所述第一密封接头和所述第二密封接头分别设置在所述液压油腔的两端，且与所述外筒密封连接

所述第一密封接头上设有以接入液压油的第一液压传动孔；所述第二密封接头上设有第二液压传动孔，所述第一液压传动孔和第二液压传动孔位于所述液压油腔的两端且分别与所述液压油腔连通；

所述活塞设置在所述液压油腔中，且一端与所述外筒的内侧壁紧密贴合，另一端与所述心轴连接。

优选地，所述液压驱动装置包括动力泵、与所述动力泵连接的动力执行机构；

所述动力执行机构分别与所述第一液压传动孔和所述第二液压传动孔连接，以将液压油从所述第一液压传动孔和所述第二液压传动孔接入；

所述动力执行机构包括换位开关。

优选地，所述液压传动装置还包括第一密封组件；所述第一密封组件设置在所述心轴和所述第一密封接头之间，以及设置在所述心轴与所述第二密封接头之间；

所述液压传动装置还包括第二密封组件；所述第二密封组件设置在所述第一密封接头与所述外筒之间，以及设置在所述第二密封接头和所述外筒之间。

优选地，所述液压传动装置还包括第三密封组件；所述第三密封组件设置在所述活塞上，且与所述外筒密封连接。

优选地，所述采集装置包括压力表和/或压力传感器。

优选地，所述验证伸缩工具使用性能的实验装置还包括朝所述第一注液孔注入液体以提供实验压力的试压泵。

实施本实用新型的验证伸缩工具使用性能的实验装置，具有以下有益效果：该验证伸缩工具使用性能的实验装置，其通过液压驱动装置驱动带动液压传动装置做往复运动，进而带动模拟工装做往复运动，并通过将采集装置与该模拟外筒的第一注液孔连通，通过采集模拟外筒上第一腔室的压力信息，从而可以了解该模拟工装在带压条件下密封性能，进而验证其使用性能。该验证伸缩工具使用性能的实验装置，具有操作简便、验证效果好的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的结构示意图；

图2是本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的液压传动装置局部剖示图；

图3是图2本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的第一密封组件和第二密封组件的局部放大图；

图4是图2本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的活塞局部放大图；

图5是本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的模拟工装的局部剖视图；

图6是图5本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的局部放大图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1至图6示出了本实用新型验证伸缩工具使用性能的实验装置的一个优选实施例。通过对伸缩工具原理的分析，伸缩工具的密封性主要体现在密封圈 (O形圈)的密封性，密封圈(O形圈)能保证密封，工具就不会出现泄漏的情况，根据实验目的和工具工作原理，设计了本实用新型实验装置，其主要目的是在验证已经设计好的伸缩工具在带压条件下，伸缩工具进行往复运动的密封性，对伸缩工具的密封性及具体使用次数进行验证，通过录取实验过程中取得的数据，验证伸缩工具设计的可行性，主要是能够取得伸缩工具中使用的密封圈(O形圈)的使用寿命，为伸缩工具提供完备的技术资料，指导现场作业。

如图1所示，该验证伸缩工具使用性能的实验装置，其包括液压传动装置 10、液压驱动装置20、模拟工装30以及采集装置；该液压传动装置10，其与该液压驱动装置20连接，其可以由该液压驱动装置20驱动传动，该模拟工装30，其与该液压传动装置10可拆卸连接，其可以由该液压传动装置10带动做往复运动。该采集装置，其与该模拟工装30连接，其可以用于采集该模拟工装30压力数据信息，进而可以验证该模拟工装30的密封性能，从而验证该模拟工装30的使用性能。

如图2所示，进一步地，该液压传动装置10包括外筒11、心轴12、第一密封接头13、第二密封接头14以及活塞15；该心轴12穿设在该外筒11中，其可以由该液压驱动装置20驱动沿该外筒11的轴向做伸缩运动，其与该模拟工装30连接，其可以带动该模拟工装30沿轴向做往复运动，从而实现在带压条件下对该模拟工装30的使用性能进行验证。该心轴12的外侧与该外筒11 的内侧之间还设有液压油腔111；该液压油腔111可以由该外筒11的内侧壁沿径向方向凹陷形成。该第一密封接头13和该第二密封接头14分别设置在该液压油腔111的两端，且其与该外筒11密封连接，其可以用于封堵该液压油腔 111，该第一密封接头13和该第二密封接头14的一端分别可以伸入该外筒11 中，与该外筒11形成过盈配合。该活塞15设置在该液压油腔111中，其一端与该外筒11的内侧壁紧密贴合，另一端与该心轴12连接，其由该液压油腔中的液压油推动，进而推动该心轴沿该外筒11做往复伸缩运动。

具体地，在本实施例中，该外筒11可以为圆筒状，该心轴12的形状与该外筒11的形状相适配。该心轴12的长度比该外筒11的长度长，以便于在该外筒11中做伸缩运动。

该第一密封接头13上设有第一液压传动孔131；该第一液压传动孔131 位于该液压油腔111的一端，其与该液压油腔111连通，其可以用于接入液压油至该液压油腔111，当从该第一液压传动孔131接入液压油时，可以推动该活塞15朝远离该第一液压传动孔131的方向移动，进而带动该心轴12朝远离该第一液压传动孔131的方向做伸缩运动。

该第二密封接头14上设有第二液压传动孔141，该第二液压传动孔141 与该液压油腔111连通，其可以用于接入液压油至该液压油腔111；该第二液压传动孔141位于该液压油腔111的另一端，其与该液压油腔111连通。当从该第二液压传动孔141接入液压油时，其可以推动该活塞15朝靠近该第一液压传动孔131的方向移动，进而带动该心轴12朝靠近该第一液压传动孔131 的方向做伸缩运动。

如图3所示，该液压传动装置10还包括第一密封组件16，该心轴12和该第一密封接头13之间，以及该心轴12与该第二密封接头14之间均设有第一密封组件16；该第一密封组件16，其可以密封该第一密封接头13和该心轴 12之间的间隙，以及该第二密封接头14与该心轴12之间的间隙。在本实施例中，该第一密封组件16可以包括一对密封圈。

该液压传动装置10还包括第二密封组件17；该第一密封接头13与该外筒11之间，以及该第二密封接头14与该外筒11之间均设有该第二密封组件 17；该第二密封组件17，其可以用于密封该第一密封接头13与该外筒11之间的间隙，以及密封该第二密封接头14与该外筒11之间的间隙。在本实施例中，该第二密封组件17可以包括一对密封圈。

如图4所示，在本实施例中，该液压传动装置10还包括第三密封组件18；该第三密封组件18设置在该活塞15上，位于该活塞15与该外筒11之间，以与该外筒11密封连接。在本实施例中，该第二密封组件18可以为密封圈，其可以套设在该活塞15上，该活塞15上设有供该第二密封圈18安装的安装卡槽，该第二密封组件18，可以用于密封活塞15与该外筒11之间的间隙，从而避免该活塞15两侧的空间连通。

再如图1所示，在本实施例中，该液压驱动装置20包括动力泵、以及动力执行机构21；该动力泵可以将液压油泵入该液压传动装置10的液压油腔111 中。该动力执行机构21与该动力泵连接，其可将该动力泵输出的液压油输至该液压油腔111中。该动力执行机构21分别与该第一液压传动孔131和该第二液压传动孔141连接，其可以将液压油从该第一液压传动孔131和该第二液压传动孔141接入至该液压油腔111中，在本实施例中，该动力执行机构21 包括换位开关，该换位开关可以为电磁阀，其可以进行换位，当液压传动装置 10中的心轴运动到一端极限位置后，起动该换向开关，该执行机构21可以控制液压反向循环，使得液压传动装置10的心轴12反向运动；到达另一极限位置后，该执行机构21再次启动该换位开关，使之又反向运动，从而实现往复运动。相比于手动换位开关，该换位开关能够实现换位自动控制，在换位工况下，其无需值班人员长期坚守，其可以提高实验的连续性和稳定性。

如图5及图6所示，该模拟工装30包括模拟外筒31、模拟心轴32、以及密封机构33；该模拟心轴32穿设在该模拟外筒31中，其与该液压传动装置 10连接，其可以由该液压传动装置10带动，在该模拟外筒31中沿轴向做往复运动。该密封机构33设置在该模拟外筒31与该模拟心轴32之间，其可以密封在该模拟外筒31和该模拟心轴32之间设置的腔室。

在本实施例中，该模拟外筒31可以为中空的圆筒状，该模拟外筒31的内侧设有第一腔室311；该第一腔室311可以由该模拟外筒31的内侧壁凹陷形成。该第一腔室311可以为承压腔室，其可以用于接入实验液体。该模拟外筒 31的外侧设有第一注液孔312，该第一注液孔312与该第一腔室311连通，其可以接入实验液体至该第一腔室311，该第一注液孔312可以为传压孔，其数量可以为多个。在本实施例中，优选地，该第一注液孔312的数量可以为两个。本实施例中所指的实验液体可以为水或者盐水。通过向该第一腔室311中注入实验液体，可以通过测量该第一腔室311的压力变化进而可以验证该密封机构 33的密封性。

在本实施例中，该验证伸缩工具使用性能的试验装置还包括试压泵；该试压泵可以朝该第一注液孔312注入液体，以提供实验压力。该试压泵可以与该第一注液孔312一一对应连接。

在本实施例中，该模拟外筒31的内侧还设有第二腔室313；该第二腔室 313可以设置在该第一腔室311的两端，该第二腔室313可以接入润滑剂以辅助该模拟心轴32以及该模拟外筒31相对运动。该模拟外筒31的外侧设有第二注液孔314，该第二注液孔314与该第二腔室313连通，其可以接入润滑剂至该第二腔室313，以延长该密封机构33的使用寿命。可以理解地，在其他一些实施例中，该第二腔室313可以省去。

该模拟心轴32的长度大于该模拟外筒31的长度，该模拟心轴32的外径与该模拟外筒31的内径相适配。该模拟心轴32的一端与该心轴12可拆卸连接，其可以由该心轴12带动做往复运动。

该密封机构33设置在该第一腔室311的两端，在本实施例中，该密封机构33还可以设置在该第二腔室313的两端，其可以为密封圈，其可以套设在该模拟心轴32的外围，位于该模拟心轴32与该模拟外筒31之间，当该密封机构33密封性能不好时，该第一腔室311和/或该第二腔室313中的液体就会泄漏，从而导致该第一腔室311和/或该第二腔室313的压力发生变化。

在本实施例中，该模拟工装30还包括连接机构34，该连接机构34设置在该模拟心轴32远离该外筒11的一端，其可以用于连接该模拟心轴32和该液压传动装置10。该连接机构34可以为双连接固定方式，其可解决单锁定机构回出现心轴12与模拟心轴32不同心运动问题，同时，通过采用该连接机构 34连接后，还可以设置卡紧装置，以将该液压传动装置10与该模拟工装30 固定卡紧，防止该液压传动装置10推动该模拟心轴出现跳顿情况。

在本实施例中，该采集装置分别与该第一注液孔312连接和该第二注液孔 314连接，其可以用于采集该第一腔室311的压力信息和该第二腔室313的压力信息。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该采集装置可以只与该第一注液孔312连接也可以与该第二注液孔314连接。该采集装置可以为压力表和/或压力传感器。在本实施例中，其可以为压力表，其可以收集试验中的压力数据，通过记录该压力表的数据，并绘制试压曲线，以便于试验效果观察及成果分析。使用时，通过第一注液孔312向该第一腔室311注入实验液体，并不断加压至设定实验压力，通过观察模拟心轴32的运动轨迹以及通过该采集装置可以观察该第一注液孔313和该第二注液孔314的压力情况，进而可以验证该伸缩工具使用性能。

根据实验目的，对完成的试验设备进行连接，采取液压传动装置与模拟工装串联方式进行连接，该连接方式有助于在模拟工装在带压情况下的往复运动，在模拟工装承压时，密封机构与模拟心轴之间的摩擦力增加，相对运动难度加大，如果采取并联方式，模拟心轴与液压传动装置不同心运动，会有上翘的形态，并且无法完成满量程的往复运动。实验最后需要对实验工装进行拆解、以检查密封圈的磨损情况，确认实验装置的可用性，从而验证工具现场的可用性，解决了原设备无法实现带压往复运动的问题，通过单独设备有效组合实现了确认工具现场工作能力的目的。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，包括液压驱动装置(20)、与所述液压驱动装置(20)连接且由所述液压驱动装置(20)驱动的液压传动装置(10)、与所述液压传动装置(10)可拆卸连接且由所述液压传动装置(10)带动做往复运动的模拟工装(30)、与所述模拟工装(30)连接以采集所述模拟工装(30)压力数据信息的采集装置；

所述模拟工装(30)包括模拟外筒(31)、模拟心轴(32)、以及密封机构(33)；

所述模拟心轴(32)穿设在所述模拟外筒(31)中，且与所述液压传动装置(10)连接，由所述液压传动装置(10)带动沿轴向做往复运动；

所述模拟外筒(31)的内侧设有接入实验液体的第一腔室(311)；所述模拟外筒(31)的外侧设有与所述第一腔室(311)连通的第一注液孔(312)；所述密封机构(33)设置在所述第一腔室(311)的两端；

所述采集装置与所述第一注液孔(312)连通，以采集所述第一腔室(311)的压力信息。

2.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述密封机构(33)包括密封圈，所述密封圈设置在所述第一腔室(311)的两端，且套设在所述模拟心轴(32)的外围，位于所述模拟心轴(32)与所述模拟外筒(31)之间。

3.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述模拟外筒(31)的内侧还设有接入润滑剂的第二腔室(313)，所述模拟外筒(31)的外侧设有与所述第二腔室(313)连通的第二注液孔(314)；

所述密封机构(33)还设置在所述第二腔室(313)的两端，

所述采集装置与所述第二注液孔(314)连接，以采集所述第二腔室(313)的压力信息。

4.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述模拟工装(30)还包括连接所述模拟心轴(32)和所述液压传动装置(10)的连接机构(34)；

所述连接机构(34)设置在所述模拟心轴(32)远离所述外筒(11)的一端。

5.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述液压传动装置(10)包括外筒(11)、心轴(12)、第一密封接头(13)、第二密封接头(14)以及活塞(15)；

所述心轴(12)穿设在所述外筒(11)中，且与所述模拟工装(30)连接，以带动所述模拟工装(30)沿轴向做往复运动；

所述心轴(12)的外侧与所述外筒(11)的内侧之间设有以储存液压油的液压油腔(111)；

所述第一密封接头(13)和所述第二密封接头(14)分别设置在所述液压油腔(111)的两端，且与所述外筒(11)密封连接

所述第一密封接头(13)上设有以接入液压油的第一液压传动孔(131)；所述第二密封接头(14)上设有第二液压传动孔(141)，所述第一液压传动孔(131)和第二液压传动孔(141)位于所述液压油腔(111)的两端且分别与所述液压油腔(111)连通；

所述活塞(15)设置在所述液压油腔(111)中，且一端与所述外筒(11)的内侧壁紧密贴合，另一端与所述心轴(12)连接。

6.根据权利要求5所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述液压驱动装置(20)包括动力泵、与所述动力泵连接的动力执行机构(21)；

所述动力执行机构(21)分别与所述第一液压传动孔(131)和所述第二液压传动孔(141)连接，以将液压油从所述第一液压传动孔(131)和所述第二液压传动孔(141)接入；

所述动力执行机构(21)包括换位开关。

7.根据权利要求5所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述液压传动装置(10)还包括第一密封组件(16)；所述第一密封组件(16)设置在所述心轴(12)和所述第一密封接头(13)之间，以及设置在所述心轴(12)与所述第二密封接头(14)之间；

所述液压传动装置(10)还包括第二密封组件(17)；所述第二密封组件(17)设置在所述第一密封接头(13)与所述外筒(11)之间，以及设置在所述第二密封接头(14)和所述外筒(11)之间。

8.根据权利要求5所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述液压传动装置(10)还包括第三密封组件(18)；所述第三密封组件(18)设置在所述活塞(15)上，且与所述外筒(11)密封连接。

9.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述采集装置包括压力表和/或压力传感器。

10.根据权利要求1所述的验证伸缩工具使用性能的实验装置，其特征在于，所述验证伸缩工具使用性能的实验装置还包括朝所述第一注液孔(312)注入液体以提供实验压力的试压泵。