1.一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:在试验钻杆两端分别设置用于模拟钻杆动力端受力状态的扭矩加载系统和用于模拟钻杆钻进端受力状态的负载系统,并设置对试验钻杆加载可控轴向载荷的轴向力加载系统、用于模拟加载施工中钻杆受到的径向位移约束与径向力加载的径向约束系统,以及对试验钻杆加载一定压力的高压或超高压水压的水路加载系统;通过扭矩加载系统、轴向力加载系统、径向约束系统、负载系统和水路加载系统对试验钻杆的载荷进行可控、复合动态加载,模拟钻杆在钻进施工稳态与动态负载、钻杆涡动、钻杆振动与共振、以及公转、自转离心力工况条件下的综合性能。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:对试验钻杆同时施加的复合、可控的模拟复合载荷,包括扭矩、推进力、钻孔对钻杆的径向位移约束与动态径向力、孔底钻杆切削岩石动态反扭矩、动力水压载荷,以实现多载荷与约束组合的可控、动态加载。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:径向约束系统约束试验钻杆的弯曲半波、公转半径和径向位移,以模拟加载施工中钻杆受到的半波约束、公转约束和径向位移约束。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:径向约束系统包括3个以上的径向约束装置,径向约束装置对试验钻杆的径向限位按照钻孔直径与钻杆直径的组合配置,径向约束装置对试验钻杆的约束距离等于试验钻杆与实验参数匹配产生的半波长,或等于试验钻孔对钻杆约束的长度。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:轴向力加载系统根据推进切削阻力、滑动摩阻、钻孔约束瞬态冲击与周期性变载,模拟输出稳态或动态推进力,通过推力测量装置检测输出推力,反馈控制推进力的加载。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:水路加载系统由加压水路、加载水泵和水路负载系统组成,并通过加载水泵加载试验所需的水压,通过加压水路传递至试验钻杆,由水路负载系统调节其流量和水压的冲击。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻杆动态综合性能试验方法,其特征在于:负载系统根据钻孔内切削反扭矩、旋转与滑动瞬态摩阻、钻孔对钻杆径向约束产生的周期性、瞬间冲击载荷,模拟输出稳态扭矩、动态变载扭矩、冲击扭矩、周期性冲击扭矩,并通过对试验钻杆转矩、转速的检测实现对扭矩加载系统、负载系统进行反馈控制。
8.一种煤矿用钻杆动态综合性能试验装置,其特征在于:包括分别设置在试验钻杆两端的扭矩加载系统和负载系统,扭矩加载系统包括可变速的驱动装置和与其相连的扭矩加载装置,扭矩加载装置与试验钻杆连接;负载系统包括扭矩负载装置、转矩转速检测装置、负载减速装置和负载装置,负载装置通过传动轴与负载减速装置连接,负载减速装置通过扭矩传递装置与转矩转速检测装置连接,转矩转速检测装置通过扭矩传递装置与扭矩负载装置连接,扭矩负载装置与试验钻杆连接;还包括设置在试验钻杆一端的轴向力加载系统以实现对试验钻杆加载可控轴向载荷,以及用于模拟加载施工中钻杆受到的径向位移约束与径向力加载的径向约束系统和对试验钻杆加载一定压力的高压或超高压水压的水路加载系统。