一种液力耦合器实验测试台架制造技术

本发明专利技术公开了一种液力耦合器实验测试台架，属于油气井工程与机械工程技术领域，其包括测试台架基体、调速电机、进水装置、支撑装置、出水装置、联轴器、扭矩转速测试仪及磁粉制动器。所述调速电机附带有减速器；所述进水装置包括传动轴、外壳、左端盖、右端盖、进水管、进水由壬接头、进水装置支座，同时传递扭矩和进水；支撑装置包括支撑滚轮、伸缩臂、伸缩筒、调节螺栓，调节被测试工具的支撑高度；出水装置同时传递扭矩和出水；磁粉制动器模拟测试负载。本发明专利技术提供了一种用于石油钻井工具扭矩、转速测量的液力耦合器实验测试台架，测试便捷，精确高效。精确高效。精确高效。

【技术实现步骤摘要】
一种液力耦合器实验测试台架


[0001]本专利技术属于油气井工程与机械工程
，具体地说，涉及一种液力耦合器实验测试台架。

技术介绍

[0002]随着钻井技术向超深井方向的不断发展，一种能有效减少钻井成本的液力耦合钻井工具在的石油钻井领域出现，为了定量研究液力离合器钻井工具上部输入转速、扭矩与下部输出转速、扭矩之间的关系，研制出一种液力离合器井下工具室内实验台架成为需求。
[0003]申请公布号CN106248416A公布一种《振动类钻井工具性能检测装置及其用途》振动类钻井工具及实验装置，包括有固定夹持装置、压差测量仪器、位移测量仪、力测量单元，明显特征是待测工具外壳夹持装置固定，且上部不能提供旋转驱动，仅能依靠高压介质驱动工具自身工作。
[0004]申请公布号CN107727347A公布一种《用于测试钻井工具的实验架、实验系统及测试方法》，其中，所述用于测试钻井工具的实验架包括工具夹持机构和多根支柱，该工具夹持机构含有与该多根支柱一一对应的夹持臂，夹持臂的一端与支柱连接，夹持臂的另一端能够夹持固定待测钻井工具，夹持臂能够以支柱的中心线为轴转动，夹持臂能够伸缩。该实验装置属于立式结构，能够对钻井工具进行夹持固定，测量钻井扭矩、压力、位移大小，模拟钻井工具轴向和周向冲击，但不能提供上部转速驱动，下部无法模拟反扭矩大小，无压差测量单元，工具无回水装置，适用于小流量短小工具室内研究，现场环境较恶劣。
[0005]申请公布号CN106769143A公布一种《轨道式多功能钻井实验台架》，主要由门架、液压缸、水龙头系统、平台底座构成。所述的门架主要实现钻进过程对钻柱倾角控制，为模拟直井、斜井、水平井，即门架在液压缸的作用下使钻机在0～90
°
之间旋转，水龙头系统作用是在实验过程中使钻柱钻进和旋转的同时还能实现流体循环，平台底座用来安放门架、液压缸和承受钻井实验的拉、压、扭载荷，还能在轨道上移动。明显特征为同时实现钻具进水和钻具的旋转动作；动力驱动源采用连续回转的低速大扭矩液压马达来实现，将动力水龙头设计在门架横梁中心位置，在液压马达与钻具之间采用齿轮实现力和转速的传递。该专利技术针对钻具是全旋转运动且钻具上下无转速差的钻具，不仅无回水装置无法实现介质循环使用，也不能模拟钻具下部的可变负载。
[0006]实验测试台架的合理选择既可以验证新工具功能性能，还为工具的工作机理研究奠定参考依据，促进石油钻井工程所用到的液力偶合钻井工具研发、性能优化，真正实现钻井工程的提速增效。但现有实验台架多为立式结构，不能同时满足待测工具的转速、扭矩、进水、回水及负载调节实验测试要求，并且带有水龙头的液体旋转循环测试台架无法模拟不同负载环境，不能定量测量下部输出转速、扭矩随下部负载变化之间的关系，在测试液力耦合器时具有高能耗、成本极高、功能匮乏、使用不便的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种液力耦合器实验测试台架，验证液力耦合钻井工具性能，综合评价液力耦合器的使用效果，高效精确探究输入扭矩、转速与负载下输出扭矩转速之间的规律，促进石油钻井工程所用到的液力耦合钻井工具研发、性能优化，实现钻井工程的提速增效。
[0008]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0009]一方面，本专利技术的实施例提供了一种液力耦合器实验测试台架，由测试台架基体、调速电机、进水装置、支撑装置、出水装置、联轴器、扭矩转速测试仪、制动器组成，其中台架基体将各部分有机组装在一起并且作为被测设备高度调整的基准；调速电机和联轴器可根据需求输出扭矩；进水装置包括第一传动轴、第一外壳、第一左端盖、第一右端盖、进水管、由壬接头、进水装置支座、轴承、密封环、密封圈，所述进水装置形成的流体密封环路不影响电机输出扭矩的传递；支撑装置包括支撑滚轮、伸缩臂、伸缩筒、伸缩筒端盖、调节螺栓、支撑架、移动架、移动滚轮、约束滚轮，可调整重量大的不同尺寸设备的高度和横向位置；出水装置包括第二传动轴、第二外壳、第二左端盖、第二右端盖、出水管、键槽、第二输入端、第二输出端、回水装置支座，可以实现制动器反向输出扭矩的传递并实现循环流体回流；扭矩转速测试仪可监测液力耦合器上下部承受的扭矩及转速，制动器可以给被测设备提供反向扭矩。该试验台架目的在于对钻井工程所使用的钻具的台架上部与下部间存在转速差的液力耦合器实验，其工作方式为：调速电机扭矩和转速依次传递至减速器输出轴、第一传动轴、实验测试工具、第二传动轴、联轴器、扭矩转速测试仪、制动器；实验液体依次通过进水管、第一传动轴、实验测试工具、第二传动轴、出水管。
[0010]进一步，所述调速电机后端的第一传动轴上设置有凸台、环形凹槽、进水孔、台阶、第一键槽、安装孔及第一输出端；第一传动轴第一输入端与减速器输出轴连接；第一传动轴的第一输出端设有法兰盘固定连接被测试工具的输入端，第一传动轴输出端设有第一键槽，通过键配合与减速器输出轴连接；第一传动轴上安装有轴承、挡圈、密封环；挡圈限制左端轴承向右轴向移动；密封环上安装有密封圈，实现轴上高压密封；实现调速电机的动力经过电机减速器后将驱动转速和扭矩传递至第一传动轴。
[0011]进一步，所述进水装置的第一外壳内部设置内台阶，径向开有与进水管等口径大小的旁通孔，左右端分别设置有与第一左端盖、第一右端盖等形状大小的法兰盘；第一外壳通过与第一左端盖、第一右端盖固定，限制第一传动轴轴向移动；实现液体经过旁通孔流入第一外壳内部、流入第一传动轴上的进水孔、到达第一传动轴的芯部的进水功能。
[0012]进一步，所述支撑装置包含的支撑架与伸缩筒、移动架固定连接，伸缩臂与支撑滚轮、伸缩筒活动连接，带有螺纹的调节螺栓与伸缩筒端盖连接；调节螺栓具有自锁功能，通过转动调节螺栓实现支撑滚轮在支撑方向上的高度调节；支撑架依靠移动滚轮、约束滚轮实现在测试台架基体上移动。
[0013]进一步，所述出水装置的第二左端盖与待测工具下端外壳连接；第二传动轴将来自待测试工具外壳的扭矩和转速传递至联轴器，同时流经待测试工具的液体经过第二传动轴上设置的回水口进入回水腔，再经过出水管流出；所述由壬接头与试验管汇的回水管路连接，将测试液体循环利用；同时传递扭矩、转速和实现回水功能。
[0014]进一步，所述扭矩转速测试仪通过测试仪输入轴、测试仪输出轴将转速和扭矩传
递至制动器输出轴，扭矩转速测试仪直接测量传递的转速和转矩大小，直接将信号通过有线方式传递至数据采集柜。
[0015]进一步，所述制动器产生的反扭矩通过制动器输出轴、扭矩转速测试仪、联轴器、出水装置中的第二传动轴传递至待测工具外壳上；实现上部驱动待测工具转动的同时，下部制动器提供的反扭矩传递至待测工具的外壳上，制动器模拟待测工具外壳在不同测试条件的负载大小。
[0016]本专利技术实施例的有益效果是：
[0017](1)本专利技术的技术方案卧式结构布局更安全、适用长距离、大功率室内试验测试；
[0018](2)本专利技术的液力耦合器实验测试台架中，进水装置同时实现进水、周向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液力耦合器实验测试台架，其特征在于，包括测试台架基体、调速电机、进水装置、支撑装置、出水装置、联轴器、扭矩转速测试仪、制动器，其中，台架基体将各部分有机组装在一起并且作为被测设备高度调整的基准；调速电机和联轴器根据需求输出扭矩；进水装置包括第一传动轴、第一外壳、第一左端盖、第一右端盖、进水管、由壬接头、进水装置支座、轴承、密封环、密封圈，所述进水装置形成流体密封环路；支撑装置包括支撑滚轮、伸缩臂、伸缩筒、伸缩筒端盖、调节螺栓、支撑架、移动架、移动滚轮、约束滚轮，用于调整重量大的不同尺寸设备的高度和横向位置；出水装置包括第二传动轴、第二外壳、第二左端盖、第二右端盖、出水管、键槽、第二输入端、第二输出端、回水装置支座。2.根据权利要求1所述的液力耦合器实验测试台架，其特征在于，所述调速电机后端的第一传动轴上设置有凸台、环形凹槽、进水孔、台阶、第一键槽、安装孔及第一输出端；第一传动轴第一输入端与减速器输出轴连接；第一传动轴的第一输出端设有法兰盘固定连接被测试工具的输入端，第一传动轴输出端设有第一键槽，通过键配合与减速器输出轴连接；第一传动轴上安装有轴承、挡圈、密封环；挡圈限制左端轴承向右轴向移动；密封环上安装有密封圈。3.根据权利要求1所述的液力耦合器实验测试台架，其特征在于，所述进水装置的第一外壳内部设置内台阶，径向开有与进水管相同口径大小的旁通孔，所述进水装置的左右端分别设置有与第一左端盖、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：许朝辉，刘伟，林子力，田家林，李牧，房超，王瑛，罗良波，李雅飞，霍宗强，刘凤，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司北京石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：