一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术专利涉及一种油气田井下工具测试试验装置，尤其是一种针对单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验装置，包括动力模块、传动模块、钻磨铣模块、推力模块和辅助模块，主要由主动皮带轮、皮带、从动皮带轮、顶板、支腿、底座门、底座、切屑罩、燕尾槽滑块、四爪卡盘、单磨粒钻磨铣工具等结构组成，其中变频电机通过紧固螺钉固定在顶板上表面，单磨粒钻磨铣工具上端与螺纹接头通过螺纹固定连接。采用推力电动缸结合反馈控制的方式，具有控制精度高、可以实时调整、结构简单等优点，设计了单磨粒钻磨铣工具结构，具有操作简单、适用性强、试验范围广的优点，较好的满足单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验需求。

A Performance Testing Device for Single Abrasive Drilling and Milling Tools

【技术实现步骤摘要】
一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置
本专利技术专利涉及一种油气田井下工具测试试验装置，尤其是一种针对单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验装置。
技术介绍
油气田开发过程中容易出现井筒堵塞，需要下入钻磨铣工具对堵塞物进行钻除，以恢复生产。由于钻磨铣过程复杂，影响因素众多，而且通常在井下进行，无法对其工作机理进行研究和分析，故需要设计一种单磨粒磨铣工具性能测试试验装置，研究单磨粒结构类型和钻磨铣工艺参数对钻磨铣过程的影响规律，从而更加准确的对其工作机理和影响规律进行分析，最终为钻磨铣施工工艺提供理论指导。但是目前钻磨铣工具试验装置主要针对整个钻磨铣工具进行试验，不能满足单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验需求，而且大部分采用液压缸结构提供推力来模拟钻压，存在控制精度低、无法实时调整、液压回路复杂等缺点，导致试验测试结果不够准确。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有钻磨铣工具试验装置的上述缺陷，提出一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置设计方案，可以代替现阶段的专利所属的同类产品，其采用的技术方案如下：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置，包括动力模块、传动模块、钻磨铣模块、推力模块和辅助模块，主要由主动皮带轮、皮带、从动皮带轮、顶板、支腿、底座门、底座、切屑罩、燕尾槽滑块、四爪卡盘、单磨粒钻磨铣工具、燕尾槽导轨、下联轴器、齿轮箱、轴承座、减速器、变频电机、传动轴、中联轴器、转速扭矩传感器、推力电动缸、推力减速器、推力电动机、压力传感器、支撑板、螺纹接头、从动锥齿轮、主动锥齿轮、上联轴器、传感器固定架和推力电动缸推杆组成，单磨粒钻磨铣工具主要由钻磨铣工具接头、钻磨铣工具主体、钻磨铣工具底盘、螺纹孔和单磨粒组成；所述动力模块中，变频电机通过紧固螺钉固定在顶板上表面，变频电机可通过变频器实现变频调速；所述传动模块中，变频电机输出轴与主动皮带轮同轴固定连接，主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带实现带传动，从动皮带轮与减速器输入轴同轴固定连接，减速器输出轴与上联轴器一端同轴固定连接，上联轴器另一端与主动锥齿轮输入轴同轴固定连接，主动锥齿轮输入轴与轴承内圈同轴过盈配合，轴承外圈与轴承座内圈同轴过盈配合，主动锥齿轮布置在水平方向，从动锥齿轮布置在竖直方向，主动锥齿轮与从动锥齿轮通过锥齿轮配合传动，从动锥齿轮与传动轴同轴固定连接，传动轴与中联轴器上端同轴固定连接，中联轴器下端与转速扭矩传感器输入轴同轴固定连接，转速扭矩传感器输出轴与下联轴器上端同轴固定连接，下联轴器下端与螺纹接头上端通过螺纹固定连接，减速器、轴承座和齿轮箱通过紧固螺钉固定在顶板上表面，转速扭矩传感器底座与传感器固定架下端通过紧固螺钉固定连接，传感器固定架上端与顶板下表面通过紧固螺钉固定连接；特别的，单磨粒钻磨铣工具中，钻磨铣工具接头与钻磨铣工具主体通过焊接固定连接，钻磨铣工具主体与钻磨铣工具底盘通过焊接固定连接，钻磨铣工具底盘下表面均匀布置多个螺纹孔，通过螺纹孔与单磨粒一端的螺柱螺纹配合，实现单磨粒与钻磨铣工具底盘的固定连接；所述钻磨铣模块中，单磨粒钻磨铣工具上端与螺纹接头通过螺纹固定连接，钻磨铣试样装夹在单磨粒钻磨铣工具下方的四爪卡盘内部，四爪卡盘下端与切屑罩上底面通过焊接固定连接，切屑罩用于收集钻磨铣过程中产生的切屑和切削液，切屑罩下底面与支撑板上表面通过焊接固定连接，燕尾槽滑块与燕尾槽导轨在支撑板两侧对称布置，燕尾槽滑块与支撑板侧面通过紧固螺钉固定连接，燕尾槽滑块在燕尾槽导轨内往复直线运动，燕尾槽导轨下端与底座上表面通过焊接固定连接；所述推力模块中，推力电动缸、推力减速器和推力电动机通过紧固螺钉固定在底座内部，推力电动机输出轴与推力减速器输入轴同轴固定连接，推力减速器输出轴与推力电动缸的丝杠同轴固定连接，推力电动缸推杆下端的丝杠螺母与推力电动缸的丝杠通过螺纹配合进行连接，推力电动缸推杆上端与压力传感器通过螺纹固定连接，压力传感器与支撑板通过紧固螺钉固定连接；所述辅助模块中，顶板下方四个边角均匀布置四条支腿，支腿上端与顶板下底面通过焊接固定连接，支腿下端与底座通过焊接固定连接，底座为中空的壳体结构，底座门布置在底座前侧，底座门与底座通过铰接连接。本专利技术设计的一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置，可以通过调整不同的工艺参数和更换不同结构类型的单磨粒钻磨铣工具，分析单磨粒钻磨铣工具的钻磨铣工作过程，并以扭矩为评价指标，分析钻压和转速对钻磨铣过程的影响规律，具体工作过程如下：当启动试验装置时，首先通过四爪卡盘夹持钻磨铣试样，并打开变频电机电源开关，变频电机开始转动，通过变频器调节变频电机的转速，用来模拟不同转速对钻磨铣过程的影响；然后在控制器上设定需要模拟的推力大小，控制器根据设定的推力大小，控制推力电动机转动，进而通过推力减速器与推力电动缸控制推力电动缸推杆的位移，在推力电动缸推动作用下，燕尾槽滑块、支撑板、切屑罩、四爪卡盘及其夹持的钻磨铣试样沿着燕尾槽导轨向上直线运动，当钻磨铣试样与单磨粒钻磨铣工具接触后，压力传感器开始出现压力示数，根据压力传感器的数值，控制器通过反馈调节调整推力电动机转动，以使得推力电动缸输出的推力与设定的推力大小一致，从而模拟不同钻压对钻磨铣过程的影响；之后此时单磨粒钻磨铣工具开始钻磨铣工作，此时记录转速扭矩传感器输出的转速和扭矩大小，从而分析钻压和转速对钻磨铣过程的影响规律。当关闭试验装置时，首先打开控制器回原点开关，推力电动机反向转动，驱动推力电动缸推杆缩回到初始位置，从而带动燕尾槽滑块、支撑板、切屑罩、四爪卡盘及其夹持的钻磨铣试样沿着燕尾槽导轨向下直线运动到极限位置，然后关闭变频电机电源开关，此时变频电机停止转动，最后取下钻磨铣试样，完成单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验工作。当更换单磨粒钻磨铣工具时，只需要将不同结构类型的单磨粒与钻磨铣工具底盘上的螺纹孔通过螺纹配合固定连接即可，也可以将单磨粒布置在钻磨铣工具底盘的不同位置，以分析不同布置方式的单磨粒对钻磨铣过程的影响规律。本专利技术具有如下优点：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置，采用推力电动缸结合反馈控制的方式，根据压力传感器示数调整推力电动机转动，以提供稳定的推力来为钻磨铣工具提供工作钻压，相对于目前液压缸提供推力的方式，具有控制精度高、可以实时调整、结构简单等优点，使得试验测试结果更加准确，也能够更加真实的模拟现场钻磨铣施工工况；设计了单磨粒钻磨铣工具结构，当更换单磨粒钻磨铣工具时，只需要将不同结构类型的单磨粒与钻磨铣工具底盘上的螺纹孔通过螺纹配合固定连接即可，也可以将单磨粒布置在钻磨铣工具底盘的不同位置，以分析不同布置方式的单磨粒对钻磨铣过程的影响规律，具有操作简单、适用性强、试验范围广的优点；通过调整不同的工艺参数和更换不同结构类型的单磨粒钻磨铣工具，研究钻磨铣工艺参数和单磨粒结构类型对钻磨铣过程的影响规律，满足单磨粒钻磨铣工具的性能测试试验需求，从而更加准确的对其工作机理和影响规律进行分析，最终为钻磨铣施工工艺提供理论指导。附图说明图1：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置整体结构。图2：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置内部结构。图3：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置侧视图。图4：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置单磨粒钻磨铣工具结构。图5：一种单磨粒钻磨铣工具性能测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置，其特征在于：包括动力模块、传动模块、钻磨铣模块、推力模块和辅助模块，主要由主动皮带轮、皮带、从动皮带轮、顶板、支腿、底座门、底座、切屑罩、燕尾槽滑块、四爪卡盘、单磨粒钻磨铣工具、燕尾槽导轨、下联轴器、齿轮箱、轴承座、减速器、变频电机、传动轴、中联轴器、转速扭矩传感器、推力电动缸、推力减速器、推力电动机、压力传感器、支撑板、螺纹接头、从动锥齿轮、主动锥齿轮、上联轴器、传感器固定架和推力电动缸推杆组成，单磨粒钻磨铣工具主要由钻磨铣工具接头、钻磨铣工具主体、钻磨铣工具底盘、螺纹孔和单磨粒组成；所述动力模块中，变频电机通过紧固螺钉固定在顶板上表面，变频电机可通过变频器实现变频调速；所述传动模块中，变频电机输出轴与主动皮带轮同轴固定连接，主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带实现带传动，从动皮带轮与减速器输入轴同轴固定连接，减速器输出轴与上联轴器一端同轴固定连接，上联轴器另一端与主动锥齿轮输入轴同轴固定连接，主动锥齿轮输入轴与轴承内圈同轴过盈配合，轴承外圈与轴承座内圈同轴过盈配合，主动锥齿轮布置在水平方向，从动锥齿轮布置在竖直方向，主动锥齿轮与从动锥齿轮通过锥齿轮配合传动，从动锥齿轮与传动轴同轴固定连接，传动轴与中联轴器上端同轴固定连接，中联轴器下端与转速扭矩传感器输入轴同轴固定连接，转速扭矩传感器输出轴与下联轴器上端同轴固定连接，下联轴器下端与螺纹接头上端通过螺纹固定连接，减速器、轴承座和齿轮箱通过紧固螺钉固定在顶板上表面，转速扭矩传感器底座与传感器固定架下端通过紧固螺钉固定连接，传感器固定架上端与顶板下表面通过紧固螺钉固定连接；所述钻磨铣模块中，单磨粒钻磨铣工具上端与螺纹接头通过螺纹固定连接，钻磨铣试样装夹在单磨粒钻磨铣工具下方的四爪卡盘内部，四爪卡盘下端与切屑罩上底面通过焊接固定连接，切屑罩用于收集钻磨铣过程中产生的切屑和切削液，切屑罩下底面与支撑板上表面通过焊接固定连接，燕尾槽滑块与燕尾槽导轨在支撑板两侧对称布置，燕尾槽滑块与支撑板侧面通过紧固螺钉固定连接，燕尾槽滑块在燕尾槽导轨内往复直线运动，燕尾槽导轨下端与底座上表面通过焊接固定连接；所述推力模块中，推力电动缸、推力减速器和推力电动机通过紧固螺钉固定在底座内部，推力电动机输出轴与推力减速器输入轴同轴固定连接，推力减速器输出轴与推力电动缸的丝杠同轴固定连接，推力电动缸推杆下端的丝杠螺母与推力电动缸的丝杠通过螺纹配合进行连接，推力电动缸推杆上端与压力传感器通过螺纹固定连接，压力传感器与支撑板通过紧固螺钉固定连接；所述辅助模块中，顶板下方四个边角均匀布置四条支腿，支腿上端与顶板下底面通过焊接固定连接，支腿下端与底座通过焊接固定连接，底座为中空的壳体结构，底座门布置在底座前侧，底座门与底座通过铰接连接。...

【技术特征摘要】
1.一种单磨粒钻磨铣工具性能测试试验装置，其特征在于：包括动力模块、传动模块、钻磨铣模块、推力模块和辅助模块，主要由主动皮带轮、皮带、从动皮带轮、顶板、支腿、底座门、底座、切屑罩、燕尾槽滑块、四爪卡盘、单磨粒钻磨铣工具、燕尾槽导轨、下联轴器、齿轮箱、轴承座、减速器、变频电机、传动轴、中联轴器、转速扭矩传感器、推力电动缸、推力减速器、推力电动机、压力传感器、支撑板、螺纹接头、从动锥齿轮、主动锥齿轮、上联轴器、传感器固定架和推力电动缸推杆组成，单磨粒钻磨铣工具主要由钻磨铣工具接头、钻磨铣工具主体、钻磨铣工具底盘、螺纹孔和单磨粒组成；所述动力模块中，变频电机通过紧固螺钉固定在顶板上表面，变频电机可通过变频器实现变频调速；所述传动模块中，变频电机输出轴与主动皮带轮同轴固定连接，主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带实现带传动，从动皮带轮与减速器输入轴同轴固定连接，减速器输出轴与上联轴器一端同轴固定连接，上联轴器另一端与主动锥齿轮输入轴同轴固定连接，主动锥齿轮输入轴与轴承内圈同轴过盈配合，轴承外圈与轴承座内圈同轴过盈配合，主动锥齿轮布置在水平方向，从动锥齿轮布置在竖直方向，主动锥齿轮与从动锥齿轮通过锥齿轮配合传动，从动锥齿轮与传动轴同轴固定连接，传动轴与中联轴器上端同轴固定连接，中联轴器下端与转速扭矩传感器输入轴同轴固定连接，转速扭矩传感器输出轴与下联轴器上端同轴固定连接，下联轴器下端与螺纹接头上端通过螺纹固定连接，减速器、轴承座和齿轮箱通过紧固螺钉固定在顶板上表面，转速扭矩传感器底座与传感器固定架下端通过紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：车家琪，王旱祥，刘家春，张砚雯，贾晨曦，王姣姣，侯晓博，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37