专利名称：一种物探冲击器性能测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在地质物理勘探钻井用的一种物探冲击器性能测试装置，主要是用于测 试物探冲击器的冲击功和冲击频率。
背景技术：
在钻井过程中，冲击器活塞以一定的频率撞击钻头，产生强大的冲击力破碎岩石，其性 能好坏直接影响着钻井效率，是钻井能否高效进行的最为关键因素之一。衡量冲击器性能的 主要参数是冲击功和冲击频率。目前看，物探冲击器生产厂商采用经验方法进行设计并标定 冲击器的冲击功和冲击频率，这种方法只能粗略地得出冲击功和冲击频率，其结果与实际情 况存在着一定的误差，导致冲击器无法高效工作，影响了冲击器的钻井效率，因此有必要研 制一种物探冲击器性能测试装置，准确测定物探冲击器的冲击功和冲击频率，并准确评判物 探冲击器的性能，为物探冲击器设计提供重要的理论依据。
实用新型内容
本实用新型的目的是，为了准确测定在地质物理勘探钻井中用的物探冲击器的冲击功和 冲击频率，提供一种物探冲击器性能测试装置。 实用新型技术方案
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型一种物探冲击器性能测试 装置，主要由空压机、空气传输管线、支撑台架、物探冲击器、辅助背景、高速摄影仪和图 像处理与显示设备组成。所述物探冲击器由上接头、止逆阀、弹簧、进气座、外缸套、活塞、 内缸套、衬套、导向套、卡环、下接头、钻头、发光装置连接组成，其中外缸套、内缸套、 衬套、导向套等部件用玻璃钢进行加工和制造，并在活塞上加工有一个孔，发光装置连接在 孔中。所述辅助背景平面结构为矩形结构，材料采用黑色玻璃。
空压机与物探冲击器用空气传输管线相连接，物探冲击器安装在支撑台架上，高速摄影 仪和图像处理与显示设备连接，辅助背景放置在物探冲击器和高速摄影仪之间。
通过空气传输管线，空压机将高压空气输送到物探冲击器中，驱动物探冲击器工作，使 其活塞做往复运动。同时用高速摄影仪以很高的频率拍摄活塞的运动过程，并将拍摄得到的 图像传入图像处理与显示设备中，经过处理与计算得到物探冲击器的冲击功和冲击频率。
本实用新型具有以下有益效果(1)准确地测定物探冲击器的冲击功和冲击频率，为评 判物探冲击器性能提供有力的平台。(2)为物探冲击器研究和设计提供重要的理论依据。
图1为本实用新型一种物探冲击器性能测试装置的示意图。 图2为本实用新型一种物探冲击器性能测试装置的辅助背景结构图。 图3为本实用新型一种物探冲击器性能测试装置的物探冲击器结构图。 图4为本实用新型一种物探冲击器性能测试装置的发光装置位置示意图。. 图中l.空压机，2.空气传输管线，3.支撑台架，4.物探冲击器，5.辅助背景，6.高速 摄影仪，7.图像处理与显示装置，8.上接头，9.止逆阔，IO.弹簧，ll.进气座，12.外缸套， 13.活塞，14.内缸套，15.衬套，16.导向套，17.卡环，18.下接头，19.钻头，20.发光装置， 21.孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。在图1中，本实用新型提供的物探 冲击器性能测试装置，主要由空压机l、空气传输管线2、支撑台架3、物探冲击器4、辅助 背景5、高速摄影仪6和图像处理与显示设备7组成。在图3、图4中，.所述物探冲击器4由 上接头8、止逆阀9、弹簧IO、进气座ll、外缸套12、活塞13、内缸套14、衬套15、导向 套16、卡环17、下接头18、钻头19、发光装置20连接组成，其中外缸套12、内缸套14、 衬套15、导向套16等部件用玻璃钢进行加工和制造，并在活塞13上加工有一个孔21，发光 装置20连接在孔21中。在图2中，所述辅助背景5平面结构为矩形结构，材料采用黑色玻 璃。
在图1中，空压机1与物探冲击器4用空气传输管线2相连接，物探冲击器4安装在支 撑台架3上，高速摄影仪6和图像处理与显示设备7连接，辅助背景5放置在物探冲击器4 和高速摄影仪6之间。
在图l、图3中，开动空压机l，通过空气传输管线2，将高压空气输送到物探冲击器4 中，驱动物探冲击器4工作，使其活塞13做往复运动。通过高速摄影仪6拍摄物探冲击器4 的活塞13的运动过程，得到活塞13在不同时刻的空间位置的图片。将图片传入图像处理与 显示设备7中后，运用图像处理软件对所拍摄到的图片进行处理，提取活塞13的空间位置信 息(即空间坐标)。提取到活塞13的空间位置，就可以得到活塞13的位移随时间的变化关系。 由于高速摄影仪6的拍摄频率很快，两次拍摄之间的时间很短，则两次拍摄之间的活塞13位 移与时间的比值(两次拍摄之间微小时间段内活塞速度的平均值)可以代表该时间段内各时 刻活塞13的瞬时速度，得到活塞13速度随时间的变化关系，接着就可以得到物探冲击器4 的冲击功和冲击频率。
在图像处理过程中，为了快速并准确地提取活塞13空间位置信息，如图4所示，在物探冲击器4的活塞13上安装发光装置20，并在物探冲击器4与高速摄影仪6之间设置辅助背 景5。辅助背景5主要作用是使发光装置20发出的光点唯一的显示在背景之上，则光点的位 移-时间和速度-时间关系曲线就代表了活塞13的位移-时间和速度-时间关系曲线，可以提高 测试的精度和效率。
工作原理该装置是以高速摄影技术为基础，高速摄影技术是研究和测试高速运动现象 的一种非接触式动态测量手段，能测出目标不同时刻的变化量。针对物探冲击器4的特点， 采用高速摄影仪，以很高的频率将活塞在各个时，的空间位置拍摄下来，这样就得到活塞位 置随时间的变化关系，即活塞位移-时间曲线，进而也能得到活塞速度随时间变化关系，即速 度-时间曲线。由活塞位移曲线可以准确地得到物探冲击器4的冲击频率，由速度-时间曲线 可以准确地计算出物探冲击器4的冲击功。
权利要求1.一种物探冲击器性能测试装置，该装置主要由空压机(1)、空气传输管线(2)、支撑台架(3)、物探冲击器(4)、辅助背景(5)、高速摄影仪(6)和图像处理与显示设备(7)等组成，所述物探冲击器(4)由上接头(8)、止逆阀(9)、弹簧(10)、进气座(11)、外缸套(12)、活塞(13)、内缸套(14)、衬套(15)、导向套(16)、卡环(17)、下接头(18)、钻头(19)、发光装置(20)连接组成，其特征在于所述物探冲击器(4)的外缸套(12)、内缸套(14)、衬套(15)、导向套(16)用玻璃钢进行加工和制造，在活塞(13)上加工有一个孔(21)，发光装置(20)连接在孔(21)中。
2. 根据权利要求1所述的一种物探冲击器性能测试装置，其特征在于所述辅助背景(5) 平面结构为矩形结构，材料采用黑色玻璃。
专利摘要本实用新型涉及在地质物理勘探钻井用的一种物探冲击器性能测试装置，该装置主要由空压机、空气传输管线、支撑台架、物探冲击器、辅助背景、高速摄影仪和图像处理与显示设备组成。所述物探冲击器由上接头、止逆阀、弹簧、进气座、外缸套、活塞、内缸套、衬套、导向套、卡环、下接头、钻头、发光装置连接组成，其中外缸套、内缸套、衬套、导向套等部件用玻璃钢进行加工和制造，并在活塞上加工有一个孔，发光装置连接在孔中。所述辅助背景平面结构为矩形结构，材料采用黑色玻璃。本实用新型可以准确地测定物探冲击器的冲击功和冲击频率，为评判物探冲击器性能提供有力的平台并为物探冲击器研究和设计提供重要的理论依据。
文档编号G01L5/00GK201340318SQ200820223290
公开日2009年11月4日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者宋嘉宁, 彭世金, 琴 李, 杨景轩, 蒲和平, 军 谭, 黄志强 申请人:西南石油大学