CN215812052U - 一种扭轴测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种扭轴测试装置，包括：框架主体、安装于框架主体上的尾端夹紧机构、扭矩测试参数给定机构、及传感机构；尾端夹紧机构设置成能够套设于待测扭轴上并且夹紧和定位待测扭轴；扭矩测试参数给定机构设置成能够设于待测扭轴上并且为待测扭轴提供测试扭矩的参数；传感机构设置成能够与待测扭轴连接并且测量待测扭轴的机械性能。

Description

一种扭轴测试装置

技术领域

本实用新型实施例涉及但不限于随钻测井领域，更具体地，涉及一种扭轴测试装置。

背景技术

在石油与天然气钻井过程中,随钻测量系统在提高钻采效率、缩减工程周期方面发挥着不可替代的作用。随钻测量系统主要由井下各种参数测量仪器、信息传输系统以及地面接收系统组成。信息传输系统中以连续波信号传输为代表的钻井液脉冲法得到了国内外的广泛关注。在连续波信号传输过程中,产生连续波的脉冲器机构主要由电机、定子、扭轴、转子等构成，并依靠尾端夹紧机构实现定位。

目前国内外尚无任何机构针对随钻仪器开展扭轴夹紧机构设计，且现有的扭轴夹紧测试机构无法根据实际工况开展扭轴的抗拉、抗扭、抗冲击测试，因此有必要研制一种扭轴尾端夹紧机构及测试装置，以满足实验室内常温环境测试。

实用新型内容

本实用新型实施例提供的一种扭轴测试装置，包括框架主体、安装于框架主体上的尾端夹紧机构、扭矩测试参数给定机构、及传感机构；尾端夹紧机构设置成能够套设于待测扭轴上并且夹紧和定位待测扭轴；扭矩测试参数给定机构设置成能够设于待测扭轴上并且为待测扭轴提供测试扭矩的参数；传感机构设置成能够与待测扭轴连接并且测量待测扭轴的机械性能。

本实用新型实施例的扭轴测试装置能够模拟连续脉冲器工作环境，测试扭轴的机械性能及其他辅助部件机械性能，避免由于扭轴失效等引起的连续脉冲器失效。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例提供的扭轴测试装置立体图；

图2为本实用新型实施例提供的扭轴测试装置侧面剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的扭轴测试装置的尾端夹紧机构立体示意图；

图4为本实用新型实施例提供的扭轴测试装置的尾端夹紧机构剖视示意图。

具体实施方式

文中将结合附图对本实用新型的实施例进行说明。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任意组合。

如图1-4所示，本申请实施例提供一种扭轴测试装置，包括框架主体1、安装于框架主体1上的尾端夹紧机构2、扭矩测试参数给定机构4、及传感机构5。尾端夹紧机构2设置成能够套设于待测扭轴3上并且夹紧和定位待测扭轴3。扭矩测试参数给定机构4设置成能够设于待测扭轴3上并且为待测扭轴 3提供测试扭矩的参数。传感机构5设置成能够与待测扭轴3连接并且测量待测扭轴3的机械性能。

本实用新型实施例的扭轴测试装置能够模拟连续脉冲器工作环境，测试扭轴3的机械性能及其他辅助部件机械性能，避免由于扭轴失效等引起的连续脉冲器失效。

如图1、图2所示，框架主体1由45钢制成，包括顶部支撑板10、底部支撑板11、及位于顶支撑板10和底部支撑板11之间的中部支撑板12。顶部支撑板10和中部支撑板12之间支撑轴13支撑连接，底部支撑板11和中部支撑板12之间也采用支撑轴13支撑连接。中部支撑板11设有定位待测扭轴3的固定座120。底部支撑板11下端设有多个支撑脚110。

如图3、图4所示，尾端夹紧机构2能够套设在待测扭轴3上，包括能够叠套在待测扭轴3上的扭轴定位盘20、夹紧套21、及固定圆盘22。固定圆盘 22固定于扭轴定位盘20上端。扭轴定位盘20固定在顶部支撑板10上(参图 1所示)，固定圆盘22设于多个螺栓孔(未标号)，采用多个固定件23与多个螺栓孔配合安装将固定圆盘22固定在扭轴定位盘20上，夹紧套21设于扭轴定位盘20的内部，位于固定圆盘22的下方。本实施例的固定件23可以为颗螺钉或者螺栓等。

本实施例的尾端夹紧机构2能够实现对待测扭轴3的夹紧与止转功能。本实用新型实施例的尾端夹紧机构2采用喷丸处理及强扭处理，寿命可达20 万次以上。

如图1、图2所示，扭矩测试参数给定机构4包括安装于待测扭轴3上的摇臂40，摇臂40设置成能够绕待测扭轴3进行旋转和上下移动。扭矩测试参数给定机构4给定的扭矩参数包括扭矩、扭矩和扭矩角度关系、及轴向拉力等等。其中，扭矩和扭矩角度关系为每转过60°需要扭矩不低于50N·m；轴向拉力不低于1000Kg；扭矩不低于20N·m。

如图1、图2所示，传感机构5设于中部支撑板12和底部支撑板11之间，一端安装于底部支撑板11，另一端连接待测扭轴3向下伸出中部支撑板12的部分。传感机构5包括与待测扭轴3连接的上连接套50、下连接套51、及负载传感器53。上连接套50与下连接套51相互配合连接，下连接套51与负载传感器53配合连接，下连接套51上设有调节螺母510。上连接套50内设有套设于待测扭轴3的连接轴30外的轴承501。工作时，通过扳手拧上连接套 50，通过轴承501与连接轴30的下端卡紧，上连接套51在扳手的拧动下，上连接套50能够向下移动，对连接轴30施加拉力。下连接套51也会向下移动，下连接套51与螺母510通过螺纹连接，这样待测扭轴3的轴向拉力就传在了负载传感器53上方的螺母510上，螺母510将拉力再传递给负载传感器 53，这样就可以测出扳手施加给待测扭轴3的轴向拉力。

本实施例的传感机构5为负载传感机构，能够测量的轴向拉力不低于 1000Kg，扭矩不低于20N·m。

本实施例的扭轴测试装置测试时，首先将待测扭轴3设于顶部支撑板10 和中部支撑板12之间。待测扭轴3与扭矩测试参数给定机构4配合安装，将待测扭轴3一端定位于顶部支撑板10并向上伸出顶支撑板10上端，采用尾端夹紧机构2固定，另一端固定于中部支撑板12上的固定座120并向下伸出中部支撑板12与传感机构5连接。再通过扭矩测试参数给定机构4给定扭矩参数，传感机构5采集待测扭轴3的性能参数进行测试分析。在采用尾端夹紧机构2固定待测扭轴3时，通过固定件23实现固定圆盘22与扭轴定位盘 20的连接，在固定件23前进的过程中，固定圆盘22挤压夹紧套21使夹紧套 21向下移动，夹紧套21的内壁直接与待测扭轴3接触，随着固定件23的继续前进，夹紧套21与待测扭轴23抱死，既能实现待测扭轴3的卡紧，防止在轴向拉过程产生轴向位移，又能实现止转，防止待测扭轴2在受扭测试中发生扭转。

本实施例的扭轴测试装置能够适用于随钻仪器，且能够根据连续波脉冲器实际工况开展扭轴的抗拉、抗扭、抗冲击测试等。

在本文的描述中，术语“多个”指两个或更多个。在本文的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种扭轴测试装置，其特征在于，包括：框架主体、安装于所述框架主体上的尾端夹紧机构、扭矩测试参数给定机构、及传感机构；所述尾端夹紧机构设置成能够套设于待测扭轴上并且夹紧和定位所述待测扭轴；所述扭矩测试参数给定机构设置成能够设于所述待测扭轴上并且为所述待测扭轴提供测试扭矩的参数；所述传感机构设置成能够与所述待测扭轴连接并且测量所述待测扭轴的机械性能。

2.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述尾端夹紧机构包括能够叠套在所述待测扭轴上的扭轴定位盘、夹紧套、及固定圆盘，所述夹紧套设于所述扭轴定位盘的内部，所述固定圆盘采用固定件固定于所述扭轴定位盘并位于所述夹紧套的上部，通过调节所述固定件能够调节所述夹紧套加紧所述待测扭轴。

3.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述传感机构包括上连接套、下连接套、及负载传感器，所述上连接套能够与所述待测扭轴连接，所述上连接套内设有套设于所述待测扭轴外的轴承，所述上连接套与所述下连接套相互配合连接，所述下连接套与所述负载传感器配合连接，所述下连接套设有能够对所述待测扭轴施加拉力的调节螺母。

4.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述框架主体包括顶部支撑板、底部支撑板、及位于顶支撑板和底部支撑板之间的中部支撑板。

5.根据权利要求4所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述尾端夹紧机构固定在所述顶部支撑板上，所述待测扭轴的一端能够定位于所述顶部支撑板并向上伸出顶支撑板上端与所述尾端夹紧机构配合固定。

6.根据权利要求5所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述待测扭轴的另一端能够固定于所述中部支撑板并向下伸出所述中部支撑板，所述传感机构的一端安装于所述底部支撑板，另一端能够连接所述待测扭轴伸出中部支撑板的部分。

7.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述扭矩测试参数给定机构包括安装于所述待测扭轴上的摇臂，所述摇臂设置成能够绕待测扭轴进行旋转和上下移动。

8.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于：所述扭矩测试参数给定机构给定的扭矩参数包括扭矩、扭矩和扭矩角度关系、及轴向拉力；所述扭矩和扭矩角度关系为每转过60°需要的扭矩不低于50N·m，所述轴向拉力不低于1000Kg，所述扭矩不低于20N·m。

9.根据权利要求8所述的扭轴测试装置，其特在于，所述传感机构为负载传感机构，能够测量的轴向拉力不低于1000Kg，扭矩不低于20N·m。

10.根据权利要求1所述的扭轴测试装置，其特征在于，所述尾端夹紧机构采用喷丸处理及强扭处理，所述框架主体由45钢制成。

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