本实用新型涉及一种机械装置，特别是一种用于测试不同轴向力、转速和弯曲变形的弯曲管柱疲劳测试装置。
背景技术：
在石油天然气资源勘探开发中，钻杆是用于连接井口动力装置和井下动力钻具并循环钻井流体的桥梁。随着全球对油气资源需求的不断加大，钻井数量不断增加，深井超深井数量也不断增加，由此使得对钻杆的需求量不断增大。为了使钻杆安全作业并尽量延长其寿命，国内外众多学者开展关于钻杆力学特性方面的研究工作。
钻杆在井中的作业环境十分恶劣，例如高温、高压、高含硫等，同时还承受动载荷的作用。单要钻杆通常约9.6米长，大量钻杆通过螺纹连接便形成了长达数千注的钻柱。以5吋半钻杆为例，其外径为127毫米，对于一口3000米深的井，钻柱的长细比便达23000多。钻柱巨大的长细比使其刚度极小，因此钻柱容易产生振动，例如横振、纵振、扭振以及由这些基本振动耦合而成的复杂振动。钻柱振动使得钻柱承受不确定性的动载荷，产生交变应力，容易造成钻杆的疲劳断裂失效。如果钻井过程中因为钻杆断裂而造成井下事故，可通过打捞作业将井下落鱼打捞出来，由此会造成钻井成本增加和作业工期延误。然而，也可能出现井下落鱼无法捞出的情况，由此造成填井侧钻或井眼报废等后果。因此，有必要对钻井中的钻柱进行疲劳断裂性能测试。
现有关于钻柱疲劳测试的装置主要针对直井情形。然而，当前油气钻井中弯曲井眼不断增多，例如大斜度定向井和水平井等。同时，钻柱在工作过程中还承受轴向载荷且高速转动。因此，如何通过室内测试手段得到不同转速和不同轴向载荷作用下的弯曲管柱疲劳特性便成为研究的关键。
技术实现要素：
本实用新型的目的是：为了克服上述难点，特提出一种弯曲管柱疲劳测试装置，实现管柱在不同轴向载荷、不同转速以及不同弯曲变形等情况下的疲劳特性测试。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种弯曲管柱疲劳测试装置，主要由基座、左轴承底座、轴载底座、拉力传感器、右轴承底座、电机底座、升降台底座、齿轮箱、升降电机、左轴载杆、轴载调节器、右轴载杆、左承载器、左止推轴承、左轴承座、管柱、可动轴承座、活动横梁、滚珠丝杠、右轴承座、右承载器、右止推轴承、驱动轴和驱动电机组成，其特征在于：所述基座固定于地面上，左轴承底座、右轴承底座和电机底座固定于基座上，轴载底座和升降台底座与基座通过T型花键连接；所述左轴承底座上设有左轴承座，轴载底座上设有左承载器，活动横梁上设有可动轴承座，右轴承底座上设有右轴承座和右承载器，电机底座上设有驱动电机；所述左承载器与管柱间设有左止推轴承，右承载器与管柱间设有右止推轴承，左轴承座、可动轴承座和右轴承座内均设有径向轴承；所述升降台底座内设有齿轮箱，升降电机带动齿轮箱中的齿轮转动，齿轮的转动使滚珠丝杠运动并进一步控制活动横梁的升降；所述左轴载杆穿过左轴承底座和轴载底座，左轴载杆的左右两端分别连接拉力传感器和轴载调节器，右轴载杆的左右两端分别连接轴载调节器和右轴承底座；所述管柱右端与驱动电机间设有驱动轴，驱动电机的转动带动驱动轴转动并进一步带动管柱转动。
所述的一种弯曲管柱疲劳测试装置，其特征在于：所述可动轴承座在滚珠丝杠和活动横梁的作用下可沿铅垂方向移动，由此可控制管柱的弯曲；所述升降台底座可沿基座纵向滑动，从而进一步控制管柱的弯曲变形；所述左轴载杆、右轴载杆、轴载调节器和拉力传感器用于控制管柱的轴向压力，驱动电机和驱动轴用于制管柱的转速。
所述的一种弯曲管柱疲劳测试装置，其特征在于：所述的驱动电机转速可由变频器调节；所述拉力传感器的数据由信号采集系统测量。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：（1）装置结构简单，操作方便；（2）可实现对管柱在不同转速、不同轴向载荷以及不同弯曲变形情况下的疲劳特性测试。
附图说明
图1是本发明一种弯曲管柱疲劳测试装置的结构示意图。
图中：1.基座，2.左轴承底座，3.轴载底座，4.拉力传感器，5.右轴承底座，6.电机底座，7.升降台底座，8.齿轮箱，9.升降电机，10.左轴载杆，11.轴载调节器，12.右轴载杆，13.左承载器，14.左止推轴承，15.左轴承座，16.管柱，17.可动轴承座，18.活动横梁，19.滚珠丝杠，20.右轴承座，21.右承载器，22.右止推轴承，23.驱动轴，24.驱动电机。
具体实施方式
如图1所示，一种弯曲管柱疲劳测试装置，主要由基座1、左轴承底座2、轴载底座3、拉力传感器4、右轴承底座5、电机底座6、升降台底座7、齿轮箱8、升降电机9、左轴载杆10、轴载调节器11、右轴载杆12、左承载器13、左止推轴承14、左轴承座15、管柱16、可动轴承座17、活动横梁18、滚珠丝杠19、右轴承座20、右承载器21、右止推轴承22、驱动轴23和驱动电机24组成，其特征在于：所述基座1固定于地面上，左轴承底座2、右轴承底座5和电机底座6固定于基座1上，轴载底座3和升降台底座7与基座1通过T型花键连接；所述左轴承底座2上设有左轴承座15，轴载底座3上设有左承载器13，活动横梁18上设有可动轴承座17，右轴承底座5上设有右轴承座20和右承载器21，电机底座6上设有驱动电机24；所述左承载器13与管柱16间设有左止推轴承14，右承载器21与管柱16间设有右止推轴承22，左轴承座15、可动轴承座17和右轴承座20内均设有径向轴承；所述升降台底座7内设有齿轮箱8，升降电机9带动齿轮箱8中的齿轮转动，齿轮的转动使滚珠丝杠19运动并进一步控制活动横梁18的升降；所述左轴载杆10穿过左轴承底座2和轴载底座3，左轴载杆10的左右两端分别连接拉力传感器4和轴载调节器11，右轴载杆12的左右两端分别连接轴载调节器11和右轴承底座5；所述管柱16右端与驱动电机24间设有驱动轴23，驱动电机24的转动带动驱动轴23转动并进一步带动管柱16转动。
所述的一种弯曲管柱疲劳测试装置，其特征在于：所述可动轴承座17在滚珠丝杠19和活动横梁18的作用下可沿铅垂方向移动，由此可控制管柱16的弯曲；所述升降台底座7可沿基座1纵向滑动，从而进一步控制管柱16的弯曲变形；所述左轴载杆10、右轴载杆12、轴载调节器11和拉力传感器4用于控制管柱16的轴向压力，驱动电机24和驱动轴23用于制管柱16的转速。
所述的一种弯曲管柱疲劳测试装置，其特征在于：所述的驱动电机（24）转速可由变频器调节；所述拉力传感器（4）的数据由信号采集系统测量。
所述的一种弯曲管柱疲劳测试装置，可通过调节驱动电机（24）、轴载调节器（11）和可动轴承座（17），研究转速、钻压和弯曲形状等操作参数或系统参数对管柱（16）的动力学特性的影响。