射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法技术

本申请提供一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法，所述方法包括如下步骤：S1：构建导向器阻力连续测试装置并进行测试准备；S2：控制喷头与高压软管向前通过导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据I；S3：控制喷头与高压软管向后回拉退出导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据II；S4：根据测试数据I和测试数据II，确定导向器阻力；将数据采集器同步采集的拉/压力和位移测量数据导出，得到高压软管不同位移L所对应的拉/压力F；本申请提供的射流喷头导向器阻力动态测试方法可准确测量射流喷头沿导向器推进或回拉的动态阻力，为导向器优化设计提供基础研究数据。

【技术实现步骤摘要】
射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法
本专利技术涉及小曲率径向钻进
，尤其涉及一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法。
技术介绍
煤炭资源在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置，煤炭消费量占全国能源消费总量的一半以上。瓦斯作为煤生成过程中的伴生气体，在煤炭开采过程中极易引发瓦斯突出、爆炸等事故，为煤炭生产带来重大安全隐患。瓦斯同时是一种高效的清洁能源，其热值高于通用煤的1～4倍，可用于发电、产热、液化等，但其温室效应约为二氧化碳的21倍，直接排放易破坏大气环境。因此，对煤矿瓦斯进行合理的开发利用，具有保障煤矿安全、优化能源供应结构和保护生态环境的多重效益。井下瓦斯抽采是煤矿开发瓦斯的最主要手段，但我国煤层瓦斯赋存具有高地应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量和低煤层透气性的“三高一低”特点，约60％以上的煤层属于低透气性煤矿，瓦斯抽采难度大，造成瓦斯抽采量和浓度低且波动大。如对煤矿瓦斯进行规模化开发利用必须解决煤层透气性低的问题。煤矿水力化增透措施是提高煤层透气性的重要手段之一，包括水力压裂、水力割缝及小曲率径向钻进技术等。其中，小曲率径向钻进技术是一种新兴的水力化措施，以高压水为动力，射流喷头及连接的高压软管在导向器的控制作用下转向，从而在煤层中钻进形成放射状或羽状钻孔群，从而大幅提高抽采效果。因此，导向器转向阻力的大小影响射流喷头在导向器中的通过难易程度，掌握导向器阻力的动态变化对于导向器设计优化研究至关重要。因此，亟需一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1：构建导向器阻力连续测试装置并进行测试准备；S2：控制喷头与高压软管向前通过导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据I；S3：控制喷头与高压软管向后回拉退出导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据II；S4：根据测试数据I和测试数据II，确定导向器动态阻力；S401：将数据采集器同步采集的拉/压力和位移测量数据导出，得到高压软管不同位移L所对应的拉/压力F；S402：拉压双向力传感器测得的拉/压力F等于高压软管和喷头匀速通过导向器时产生的转向阻力f，轮式长度计量器测得的高压软管行程L等于喷头在导向器转向轨道中位置l，通过转换得到导向器转向轨道位置l对应的转向阻力f，以轮式长度计量器的移动的长度为横轴，所述长度的单位为毫米，以拉压双向力传感器测得的拉力或压力为纵轴，所述纵轴的单位为牛顿，根据所述测试数据I和测试数据II绘制导向器阻力动态变化曲线，从而确定导向器不同位置处的阻力值；其中，所述测试装置包括导向器和用于测试所述导向器动态阻力的测试组件，所述测试组件包括高压水泵组、与所述高压水泵组的输出端连接的高压软管、与所述高压软管连通的喷头、用于施加动力用于推送或回拉所述高压软管的推拉组件和用于测量导向器阻力的测试单元，所述导向器用于对所述喷头进行导向；所述测试单元包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元包括用于测量所述推拉组件的推力或拉力的拉压双向力传感器，以及用于测量所述推拉组件作用下高压软管的移动长度的轮式长度计量器，所述数据处理单元用于接收所述拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测量数据并根据预设阻力计算方法确定导向器不同位置处的阻力；所述推拉组件包括电机、与电机动力输出端连接的第一杆体、与所述第一杆体活动连接的第二杆体和与第二杆体可拆卸式固定连接的同步夹持器，所述拉压双向力传感器设置于所述第一杆体和第二杆体之间，所述拉压双向力传感器的一端与第一杆体固定连接，所述拉压双向力传感器的另一端与第二杆体固定连接；所述轮式长度计量器设置于同步夹持器和喷头之间。进一步，所述步骤S1包括如下步骤：S101：将高压软管一端连接与高压水泵组输出端连接，一端连接喷头，高压软管悬空位置用滚轮支撑；S102：喷头放置于导向器内轨道的入口，高压软管低端基线、滚轮凹槽顶端基线和导向器轨道低端基线为同一水平面，高压软管、滚轮凹槽、喷头与导向器轨道入口为同一中轴线；S103：将拉压双向力传感器与电动匀速推拉杆的杆体连接，并通过同步夹持器与高压软管连接，轮式长度计量器与高压软管接触；S104：将拉压双向力传感器和轮式长度计量器通过信号线与数据采集器连接，S105：数据采集器设置为同步采集拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测量数据。进一步，所述步骤S2包括如下步骤：S201：开启高压水泵组，并用调压阀将高压水泵组输出压力逐步调节至预定压力；S202：开启电动匀速推拉杆，杆体通过同步夹持器对高压软管施加推力，使高压软管和喷头向前匀速通过导向器。进一步，所述步骤S3包括如下步骤：S301：喷头穿出导向器后，关闭电动匀速推拉杆；S302：调节电动匀速推拉杆转换开关后重新打开电动匀速推拉杆，杆体通过同步夹持器对高压软管施加拉力，使高压软管和喷头向后匀速通过导向器；S303：用调压阀将高压水泵组输出压力调至0，然后停泵。本专利技术的有益技术效果：本申请提供的射流喷头导向器阻力动态测试方法可准确测量射流喷头沿导向器推进或回拉的动态阻力，为导向器优化设计提供基础研究数据。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本申请的测试方法的流程图。图2为本申请的导向器转向阻力动态变化曲线二维图。图3为本申请的测试装置的结构示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步的说明：本专利技术提供一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：如图1所示，S1：构建导向器阻力连续测试装置并进行测试准备；其中，所述测试装置包括如图3所示，导向器8和用于测试所述导向器8动态阻力的测试组件，所述测试组件包括高压水泵组1、与所述高压水泵组1的输出端连接的高压软管6、与所述高压软管6连通的喷头7、用于施加动力用于推送或回拉所述高压软管6的推拉组件和用于测量导向器8阻力的测试单元，所述导向器8用于对所述喷头7进行导向；所述测试单元包括数据采集单元和数据处理单元9，所述数据采集单元包括用于测量所述推拉组件的推力或拉力的拉压双向力传感器10，以及用于测量所述推拉组件作用下高压软管6的移动长度的轮式长度计量器11，所述数据处理单元9用于接收所述拉压双向力传感器10和轮式长度计量器11的测量数据并根据预设阻力计算方法确定导向器8不同位置处的阻力；所述推拉组件包括电机2、与电机2动力输出端连接的第一杆体3、与所述第一杆体3活动连接的第二杆体4和与第二杆体4可拆卸式固定连接的同步夹持器5，所述拉压双向力传感器10设置于所述第一杆体3和第二杆体4之间，所述拉压双向力传感器10的一端与第一杆体3固定连接，所述拉压双向力传感器10的另一端与第二杆体4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/nS1：构建导向器阻力连续测试装置并进行测试准备；/nS2：控制喷头与高压软管向前通过导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据I；/nS3：控制喷头与高压软管向后回拉退出导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据II；/nS4：根据测试数据I和测试数据II，确定导向器动态阻力；/nS401：将数据采集器同步采集的拉/压力和位移测量数据导出，得到高压软管不同位移L所对应的拉/压力F；/nS402：拉压双向力传感器测得的拉/压力F等于高压软管和喷头匀速通过导向器时产生的转向阻力f，轮式长度计量器测得的高压软管行程L等于喷头在导向器转向轨道中位置l，通过转换得到导向器转向轨道位置l对应的转向阻力f，以轮式长度计量器的移动的长度为横轴，所述长度的单位为毫米，以拉压双向力传感器测得的拉力或压力为纵轴，所述纵轴的单位为牛顿，根据所述测试数据I和测试数据II绘制导向器阻力动态变化曲线，从而确定导向器不同位置处的阻力值；/n其中，所述测试装置包括导向器和用于测试所述导向器动态阻力的测试组件，所述测试组件包括高压水泵组、与所述高压水泵组的输出端连接的高压软管、与所述高压软管连通的喷头、用于施加动力用于推送或回拉所述高压软管的推拉组件和用于测量导向器阻力的测试单元，所述导向器用于对所述喷头进行导向；/n所述测试单元包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元包括用于测量所述推拉组件的推力或拉力的拉压双向力传感器，以及用于测量所述推拉组件作用下高压软管的移动长度的轮式长度计量器，所述数据处理单元用于接收所述拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测量数据并根据预设阻力计算方法确定导向器不同位置处的阻力；/n所述推拉组件包括电机、与电机动力输出端连接的第一杆体、与所述第一杆体活动连接的第二杆体和与第二杆体可拆卸式固定连接的同步夹持器，所述拉压双向力传感器设置于所述第一杆体和第二杆体之间，所述拉压双向力传感器的一端与第一杆体固定连接，所述拉压双向力传感器的另一端与第二杆体固定连接；/n所述轮式长度计量器设置于同步夹持器和喷头之间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种射流喷头转向用导向器阻力连续测试方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：构建导向器阻力连续测试装置并进行测试准备；
S2：控制喷头与高压软管向前通过导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据I；
S3：控制喷头与高压软管向后回拉退出导向器，同时测量并记录拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测试数据II；
S4：根据测试数据I和测试数据II，确定导向器动态阻力；
S401：将数据采集器同步采集的拉/压力和位移测量数据导出，得到高压软管不同位移L所对应的拉/压力F；
S402：拉压双向力传感器测得的拉/压力F等于高压软管和喷头匀速通过导向器时产生的转向阻力f，轮式长度计量器测得的高压软管行程L等于喷头在导向器转向轨道中位置l，通过转换得到导向器转向轨道位置l对应的转向阻力f，以轮式长度计量器的移动的长度为横轴，所述长度的单位为毫米，以拉压双向力传感器测得的拉力或压力为纵轴，所述纵轴的单位为牛顿，根据所述测试数据I和测试数据II绘制导向器阻力动态变化曲线，从而确定导向器不同位置处的阻力值；
其中，所述测试装置包括导向器和用于测试所述导向器动态阻力的测试组件，所述测试组件包括高压水泵组、与所述高压水泵组的输出端连接的高压软管、与所述高压软管连通的喷头、用于施加动力用于推送或回拉所述高压软管的推拉组件和用于测量导向器阻力的测试单元，所述导向器用于对所述喷头进行导向；
所述测试单元包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元包括用于测量所述推拉组件的推力或拉力的拉压双向力传感器，以及用于测量所述推拉组件作用下高压软管的移动长度的轮式长度计量器，所述数据处理单元用于接收所述拉压双向力传感器和轮式长度计量器的测量数据并根据预设阻力计算方法确定导向器不同位置处的阻力；
所述推拉组件包括电机、与电机动力输出端连接的第一杆体、与所述第一杆体活动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：申凯，熊伟，巴全斌，刘延保，周厚权，何立鹏，刘正杰，高振勇，郝光生，马钱钱，樊正兴，何俊，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50