一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108760280A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810919720.6(22)申请日2018.08.14(71)申请人重庆科技学院地址401331重庆市沙坪坝区大学城东路20号(72)发明人张士明魏秦文尹永奇周秋沙赵佳乐张硕魏硕彤尹永清李帅袁力(74)专利代理机构重庆蕴博君晟知识产权代理事务所(普通合伙)50223代理人王玉芝(51)Int.Cl.G01M13/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置(57)摘要本发明提供一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，包括液压马达组、与液压马达组连接的减速器、与减速器连接的动力钻具，所述减速器为行星轮减速器，其包括减速箱，在减速箱后盖板中心设的通孔内可转动置设有一根从动轴，该从动轴上连接有一个太阳轮，后盖板沿太阳轮环向均匀设置的通孔内可转动设有若干根主动轴，每根主动轴上均连接有一个与所述太阳轮啮合的行星轮，所述从动轴通过膜片联轴器与所述动力钻具连接；液压马达组设置在减速箱外，其包括与所述主动轴数量相同的液压马达，每个液压马达通过膜片联轴器与对应的主动轴连接；在每个液压马达输出轴上安装有扭矩传感器，在从动轴上安装有转速转矩传感器。本发明测量精度高，测量量程宽。CN108760280ACN108760280A权利要求书1/1页1.一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，包括液压马达组、与液压马达组连接的减速器、与减速器连接的动力钻具，其特征在于：所述减速器为行星轮减速器，其包括减速箱，在减速箱后盖板中心设置的通孔内可转动设有一根从动轴，该从动轴上连接有一个太阳轮，后盖板沿太阳轮环向均匀设置的通孔内可转动设有若干根主动轴，每根主动轴上均连接有一个与所述太阳轮啮合的行星轮，所述从动轴通过膜片联轴器与所述动力钻具连接；所述液压马达组设置在减速箱外，其包括与所述主动轴数量相同的液压马达，每个液压马达通过膜片联轴器与对应的主动轴连接，液压马达组的供油管路上设有比例溢流阀，用于调整液压马达进口油压；在每个液压马达输出轴上安装有一个扭矩传感器，在所述从动轴上安装有一个转速转矩传感器。2.根据权利要求1所述的大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于：还包括控制台，该控制台与所述溢流阀连接，用于控制液压马达的进口油压；该控制台与所述扭矩传感器和转矩转速传感器连接，所述扭矩传感器和转矩转速传感器实时将数据信号发送到控制台显示动力钻具的扭矩和转速。3.根据权利要求1所述的大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于：还包括水路循环系统，水路循环系统包括水槽、分水传动总成、泥浆泵和循环水管，所述泥浆泵入口通过管道连通分水传动总成，分水传动总成通过管道与水槽相连，循环水管一端与泥浆泵出口连通，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。4.根据权利要求1所述的大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于：还包括液压马达组安装座，所述液压马达组通过该液压马达组安装座设置在所述减速器后方，液压马达组安装座与所述减速箱后盖板一体连接。5.根据权利要求1所述的大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于：还包括底座、水管支撑座、动力钻具支撑座，所述底座水平设置在所述减速箱传动轴前方，所述循环水管与动力钻具连接的一端通过水管支撑座水平设置在底座上，所述动力钻具通过动力支撑座水平设置在底座上。6.根据权利要求1所述的大扭矩动力钻具模拟负载试验装置，其特征在于：所述液压马达和主动轴的数量均为五个。2CN108760280A说明书1/4页一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置技术领域[0001]本发明涉及钻探与钻井工具试验技术领域，具体为一种大扭矩动力钻具模拟负载试验装置。背景技术[0002]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。动力钻具置于井下，工作环境恶劣，是整个钻柱最薄弱的环节。受钻头振动冲击、破岩扭矩、磨损、摩擦等复杂载荷和高温高压泥浆冲刷、腐蚀等共同作用，动力钻具普遍使用寿命低，容易发生腐蚀破坏、疲劳断裂等安全事故。因此，钻具的基本性能参数对钻井作业有很大影响。当前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。[0003]现有动力钻具模拟负载试验装置通常采用减速器、滚筒绞车刹车、磁粉制动器、水刹车、液压刹车片和电力测功机等装置通过对钻具输出轴反向加载模拟真实钻井加载行为，以此间接测量出动力钻具扭矩、转速等输出性能参数。然而现有动力钻具模拟负载装置存在以下缺陷：a)减速器机械特性较