水力振荡器的加载实验装置的制造方法
专利名称:水力振荡器的加载实验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，所述加载实验装置包括油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴固定连接；位移传感器，其与所述花键轴固定连接；及位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。本实用新型对水力振荡器的疲劳寿命分析、水力学计算、优化设计、安全评价具有参考意见。
【专利说明】
水力振荡器的加载实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及性能测试实验装置。更具体地说，本实用新型涉及一种钻井用水力振荡器的恒力加载模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]水力振荡器利用水力脉冲产生钻柱轴向振荡，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显;还可减小井下扭转，减轻横向振动并提尚机械钻速。应用水力振荡器，定向钻进效率能够得到大幅度提尚尚，可以钻出更为平滑的井眼，而且单趟钻效率提高很多。水力振荡器可应用于直井、马达导向钻井、旋转导向钻井、大位移井、页岩气储层钻井等，能够解决托压、卡滑和钻头对工具面控制力差等问题。
[0003]但是，在开发过程中，仍然存在两个问题，(I)对水力振荡器的测试往往借助螺杆钻具测试平台，能够监测的参数局限于循环液体压力、排量，这些参数对水力振荡器的研发指导作用有限，对于真正反映水力振荡器设计指标的一些参数却无法测量，如加速度、振幅、频率、冲击力等；(2)螺杆钻具测试平台尺寸与刚度较大，在测试过程中，水力振荡器产生的振荡会使整个试验平台产生强烈的振动，会对螺杆钻具测试平台带来严重破坏，而实际测试过程中，为了安全起见，使用较低的循环液体排量，尽可能降低其振动频率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本实用新型还有一个目的是提供一种利用位移传感器监测振幅、频率、加速度等多项参数的水力振荡器的加载实验装置。
[0006]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，所述加载实验装置包括:
[0007]油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴连接；
[0008]位移传感器，其与所述花键轴固定连接;及
[0009]位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。
[0010]优选地，本水力振荡器的加载实验装置，还包括:
[0011 ]第一法兰，其与所述花键轴固定连接，所述第一法兰所在的平面与所述花键轴垂直;及
[0012]第二法兰，其与所述花键套固定连接，所述第二法兰所在的平面与所述第一法兰平行；
[0013]其中，所述油缸的两端分别固定在所述第一法兰和所述第二法兰上，所述油缸所在的平面与所述第一法兰垂直。
[0014]优选地，所述油缸为液压油缸和气压油缸中的一种。
[0015]优选地，所述油缸的个数为4-8个。
[0016]优选地，所述油缸环状均布在所述花键轴旁。
[0017]优选地，本水力振荡器的加载实验装置，还包括基座，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
[0018]本实用新型至少包括以下有益效果:
[0019](I)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，能够利用位移传感器监测振幅、频率、加速度参数；
[0020](2)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，结构简单，体积小、刚度小，能够避免高频振动对试验台架及地基的破坏，且安装试验装置不需要改变水力振荡器本体结构。
[0021]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0024]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得;在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
[0025]如图1所示，本实用新型提供一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器7及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器7固定连接的花键套6及套设在所述花键套6中的、可往复运动的花键轴I，所述加载实验装置包括:
[0026]油缸4，其两端分别与所述花键套6和所述花键轴I连接，通过调节油缸4的压力即可轻松调节加载力，不再通过更换弹簧、压缩或释放弹簧压缩距试验，因此可以精确的施加加载力；
[0027 ]位移传感器3，其与所述花键轴I固定连接;及
[0028]位移接收器9，其与所述花键套6固定连接，所述位移接收器9与所述位移传感器3通信连接，用于记录花轴键运动的加速度、振幅以及频率。
[0029]在一个实施例中，本水力振荡器的加载实验装置，还包括:
[0030]第一法兰2，其与所述花键轴I固定连接，所述第一法兰2所在的平面与所述花键轴I垂直;及
[0031]第二法兰5，其与所述花键套6固定连接，所述第二法兰5所在的平面与所述第一法兰2平行；
[0032]其中，所述油缸4的两端分别固定在所述第一法兰2和所述第二法兰5上，所述油缸4所在的平面与所述第一法兰2垂直。
[0033]在一个实施例中，所述位移传感器3设置在所述第一法兰2上，所述位移接收器9设置在所述第二法兰5上。
[0034]在一个实施例中，所述油缸4为液压油缸和气压油缸中的一种。
[0035]在一个实施例中，所述油缸4的个数为4-8个。
[0036]在一个实施例中，所述油缸4环状均布在所述花键轴I旁。
[0037]在一个实施例中，本水力振荡器的加载实验装置，还包括基座8，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
[0038]本实用新型的工作流程:水力振荡器中的激振器7产生振动，带动花键轴I在花键套6上做往复运动，油缸4对花键轴I的运动相当于增加了阻力，位移接收器9接收的就是花键轴I收到阻碍后的数据，这样更接近真实工况。
[0039]本实用新型的工业实用性
[0040](I)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，能够利用位移传感器3监测振幅、频率、加速度等多项参数；
[0041](2)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，结构简单，体积小、刚度小，能够避免高频振动对试验台架及地基的破坏，且安装试验装置不需要改变水力振荡器本体结构。
[0042]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，其特征在于，所述加载实验装置包括: 油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴连接； 位移传感器，其与所述花键轴固定连接;及 位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。2.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，还包括: 第一法兰，其与所述花键轴固定连接，所述第一法兰所在的平面与所述花键轴垂直;及 第二法兰，其与所述花键套固定连接，所述第二法兰所在的平面与所述第一法兰平行； 其中，所述油缸的两端分别固定在所述第一法兰和所述第二法兰上，所述油缸所在的平面与所述第一法兰垂直。3.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸为液压油缸和气压油缸中的一种。4.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸的个数为4-8个。5.如权利要求4所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸环状均布在所述花键轴旁。6.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，还包括基座，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
【文档编号】G01M13/00GK205719503SQ201620307475
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】张正禄, 钱伟强, 余长柏, 任小玲, 李红
【申请人】中石化石油工程机械有限公司研究院
【专利摘要】本实用新型公开了一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，所述加载实验装置包括油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴固定连接；位移传感器，其与所述花键轴固定连接；及位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。本实用新型对水力振荡器的疲劳寿命分析、水力学计算、优化设计、安全评价具有参考意见。
【专利说明】
水力振荡器的加载实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及性能测试实验装置。更具体地说，本实用新型涉及一种钻井用水力振荡器的恒力加载模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]水力振荡器利用水力脉冲产生钻柱轴向振荡，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显;还可减小井下扭转，减轻横向振动并提尚机械钻速。应用水力振荡器，定向钻进效率能够得到大幅度提尚尚，可以钻出更为平滑的井眼，而且单趟钻效率提高很多。水力振荡器可应用于直井、马达导向钻井、旋转导向钻井、大位移井、页岩气储层钻井等，能够解决托压、卡滑和钻头对工具面控制力差等问题。
[0003]但是，在开发过程中，仍然存在两个问题，(I)对水力振荡器的测试往往借助螺杆钻具测试平台，能够监测的参数局限于循环液体压力、排量，这些参数对水力振荡器的研发指导作用有限，对于真正反映水力振荡器设计指标的一些参数却无法测量，如加速度、振幅、频率、冲击力等；(2)螺杆钻具测试平台尺寸与刚度较大，在测试过程中，水力振荡器产生的振荡会使整个试验平台产生强烈的振动，会对螺杆钻具测试平台带来严重破坏，而实际测试过程中，为了安全起见，使用较低的循环液体排量，尽可能降低其振动频率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本实用新型还有一个目的是提供一种利用位移传感器监测振幅、频率、加速度等多项参数的水力振荡器的加载实验装置。
[0006]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，所述加载实验装置包括:
[0007]油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴连接；
[0008]位移传感器，其与所述花键轴固定连接;及
[0009]位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。
[0010]优选地，本水力振荡器的加载实验装置，还包括:
[0011 ]第一法兰，其与所述花键轴固定连接，所述第一法兰所在的平面与所述花键轴垂直;及
[0012]第二法兰，其与所述花键套固定连接，所述第二法兰所在的平面与所述第一法兰平行；
[0013]其中，所述油缸的两端分别固定在所述第一法兰和所述第二法兰上，所述油缸所在的平面与所述第一法兰垂直。
[0014]优选地，所述油缸为液压油缸和气压油缸中的一种。
[0015]优选地，所述油缸的个数为4-8个。
[0016]优选地，所述油缸环状均布在所述花键轴旁。
[0017]优选地，本水力振荡器的加载实验装置，还包括基座，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
[0018]本实用新型至少包括以下有益效果:
[0019](I)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，能够利用位移传感器监测振幅、频率、加速度参数；
[0020](2)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，结构简单，体积小、刚度小，能够避免高频振动对试验台架及地基的破坏，且安装试验装置不需要改变水力振荡器本体结构。
[0021]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0024]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得;在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
[0025]如图1所示，本实用新型提供一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器7及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器7固定连接的花键套6及套设在所述花键套6中的、可往复运动的花键轴I，所述加载实验装置包括:
[0026]油缸4，其两端分别与所述花键套6和所述花键轴I连接，通过调节油缸4的压力即可轻松调节加载力，不再通过更换弹簧、压缩或释放弹簧压缩距试验，因此可以精确的施加加载力；
[0027 ]位移传感器3，其与所述花键轴I固定连接;及
[0028]位移接收器9，其与所述花键套6固定连接，所述位移接收器9与所述位移传感器3通信连接，用于记录花轴键运动的加速度、振幅以及频率。
[0029]在一个实施例中，本水力振荡器的加载实验装置，还包括:
[0030]第一法兰2，其与所述花键轴I固定连接，所述第一法兰2所在的平面与所述花键轴I垂直;及
[0031]第二法兰5，其与所述花键套6固定连接，所述第二法兰5所在的平面与所述第一法兰2平行；
[0032]其中，所述油缸4的两端分别固定在所述第一法兰2和所述第二法兰5上，所述油缸4所在的平面与所述第一法兰2垂直。
[0033]在一个实施例中，所述位移传感器3设置在所述第一法兰2上，所述位移接收器9设置在所述第二法兰5上。
[0034]在一个实施例中，所述油缸4为液压油缸和气压油缸中的一种。
[0035]在一个实施例中，所述油缸4的个数为4-8个。
[0036]在一个实施例中，所述油缸4环状均布在所述花键轴I旁。
[0037]在一个实施例中，本水力振荡器的加载实验装置，还包括基座8，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
[0038]本实用新型的工作流程:水力振荡器中的激振器7产生振动，带动花键轴I在花键套6上做往复运动，油缸4对花键轴I的运动相当于增加了阻力，位移接收器9接收的就是花键轴I收到阻碍后的数据，这样更接近真实工况。
[0039]本实用新型的工业实用性
[0040](I)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，能够利用位移传感器3监测振幅、频率、加速度等多项参数；
[0041](2)本实用新型所述的一种水力振荡器加载试验装置，结构简单，体积小、刚度小，能够避免高频振动对试验台架及地基的破坏，且安装试验装置不需要改变水力振荡器本体结构。
[0042]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种水力振荡器的加载实验装置，所述水力振荡器包括激振器及与其连接的弹簧短接，所述弹簧短接包括与所述激振器固定连接的花键套及套设在所述花键套中的、可往复运动的花键轴，其特征在于，所述加载实验装置包括: 油缸，其两端分别与所述花键套和所述花键轴连接； 位移传感器，其与所述花键轴固定连接;及 位移接收器，其与所述花键套固定连接，所述位移接收器与所述位移传感器通信连接。2.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，还包括: 第一法兰，其与所述花键轴固定连接，所述第一法兰所在的平面与所述花键轴垂直;及 第二法兰，其与所述花键套固定连接，所述第二法兰所在的平面与所述第一法兰平行； 其中，所述油缸的两端分别固定在所述第一法兰和所述第二法兰上，所述油缸所在的平面与所述第一法兰垂直。3.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸为液压油缸和气压油缸中的一种。4.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸的个数为4-8个。5.如权利要求4所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，所述油缸环状均布在所述花键轴旁。6.如权利要求1所述的水力振荡器的加载实验装置，其特征在于，还包括基座，其设置在所述水力振荡器的侧面，以使得所述水力振荡器水平地固定在地面上。
【文档编号】G01M13/00GK205719503SQ201620307475
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】张正禄, 钱伟强, 余长柏, 任小玲, 李红
【申请人】中石化石油工程机械有限公司研究院
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