專利名稱：一種泥漿正脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量試驗設(shè)備，特別涉及一種模擬泥漿正脈沖發(fā)生器在井下的工作環(huán)境的一種試驗測量設(shè)備。
背景技術(shù)：
泥漿正脈沖發(fā)生器是石油隨鉆測量、隨鉆測井數(shù)據(jù)實時上傳的一種關(guān)鍵儀器。在實際工作時，從鉆柱來的泥漿帶動渦輪葉片轉(zhuǎn)子組件高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子組件內(nèi)裝有磁鐵組，轉(zhuǎn)動時帶動正脈沖發(fā)生器外筒內(nèi)裝有相應(yīng)磁體組的磁軸旋轉(zhuǎn)，磁軸的一端是柱塞泵的斜盤，斜盤的轉(zhuǎn)動可帶動柱塞泵的柱塞交替往復(fù)，實現(xiàn)柱塞泵的工作。通常情況下，控制閥處于打開狀態(tài)，柱塞泵處于空載狀態(tài)，當電磁閥由信號驅(qū)動產(chǎn)生磁力關(guān)閉控制閥時，活塞的腔體產(chǎn)生壓力推動活塞及導(dǎo)桿帶動錐形閥向上靠近限流環(huán)，從而使鉆井液形成一個水擊壓力波，壓力波向上傳播直至地表的壓力傳感器。該壓力波可有效搭載信號，用地面儀器對接收到的信號進行處理，可知道井下測點的井斜、方位、工具面、溫度等參數(shù)。
泥漿正脈沖發(fā)生器已在國內(nèi)各大油田的定向井公司廣泛使用，為了減少井下設(shè)備事故的發(fā)生，有必要通過模擬井下環(huán)境測得泥漿正脈沖發(fā)生器的性能參數(shù)，并根據(jù)所得到的參數(shù)對其性能進行分析，以便于發(fā)現(xiàn)和剔除不合格的產(chǎn)品。
泥漿正脈沖發(fā)生器在井下工作時，是處于高溫、振動的環(huán)境，其外圍件(指轉(zhuǎn)子組件)被泥漿沖刷產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，目前存在的泥漿正脈沖發(fā)生器測試設(shè)備可以對其機械性能進行測試，但還不能對井下環(huán)境進行完整和合理的模擬，影響了測試的效果。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種泥漿正脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備，能夠完整合理地模擬泥漿正脈沖發(fā)生器在井下工作時的環(huán)境條件。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種泥漿正脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備，包括機械性能測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱系統(tǒng)和振動系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括加熱裝置和一個帶有爐門的保溫爐體；所述機械性能測試系統(tǒng)固定在所述振動系統(tǒng)的振動部分上，并可一起放置到所述保溫爐體內(nèi)。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述加熱系統(tǒng)通過滾輪放置在一對導(dǎo)軌上。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述加熱系統(tǒng)的加熱裝置包括加熱箱，連接在所述加熱箱和保溫爐體之間的進風管和回風管，以及安裝在所述進風管上的循環(huán)風機。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述加熱系統(tǒng)還包括溫控裝置，該溫控裝置有一個設(shè)在所述保溫爐體內(nèi)的溫度傳感器，在檢測溫度低于下限值后向所述加熱裝置輸出啟動信號，在檢測溫度高于上限值時向所述加熱裝置輸出停止信號。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述振動系統(tǒng)為一電磁振動系統(tǒng)，所述機械性能測試系統(tǒng)固定在該電磁振動系統(tǒng)振動部分的振動臺上。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述機械性能測試裝置包括測試臺，以及固定在所述測試臺上的泥漿正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動裝置、包含有磁體組的轉(zhuǎn)子組件、承壓裝置和傳感器，所述泥漿正脈沖發(fā)生器水平固定在所述測試臺上，所述轉(zhuǎn)子組件同心但不接觸地套設(shè)在所述泥漿正脈沖發(fā)生器外并對應(yīng)于該泥漿正脈沖發(fā)生器內(nèi)磁軸所在的位置，兩端通過軸承固定安裝在所述測試臺上，并與所述驅(qū)動裝置連接，所述承壓裝置一端抵頂于所述泥漿正脈沖發(fā)生器的錐形閥，另一端靠近所述傳感器。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述轉(zhuǎn)子組件包括第一傳動輪、外套筒、磁性軸套以及所述軸承，該第一傳動輪固定地套設(shè)在該外套筒外，該外套筒套在所述磁性軸套外且相互固連，該外套筒的兩端分別通過所述軸承固定在所述固定件上，該磁性軸套外圓周的軸向上均勻分布有多個磁體構(gòu)成的所述磁體組。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述驅(qū)動裝置為固定在所述測試臺上的伺服電機，與該伺服電機轉(zhuǎn)動軸相連的第二傳動輪，以及連接在該第二傳動輪和所述第一傳動輪之間的傳動帶。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述承壓裝置包括固定座、承壓板、連接在該固定座和承壓板之間多根預(yù)壓縮的彈簧，以及穿過固定座和承壓板中部的承壓桿，該承壓桿與承壓板固連，一端抵頂在所述泥漿正脈沖發(fā)生器的錐形閥，另一端靠近所述傳感器。
進一步地，上述測試設(shè)備還可具有以下特點所述機械性能測試系統(tǒng)推入所述保溫爐體后，所述測試臺將所述保溫爐體分隔成上、下兩部分，且其上部為封閉的空間。
由上可知，本實用新型脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備能夠模擬脈沖發(fā)生器在井下工作時的振動、高溫等環(huán)境條件，并能模擬脈沖器外圍件被泥漿沖刷時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)。通過測定脈沖發(fā)生器在模擬環(huán)境下的性能參數(shù)，并根據(jù)所得參數(shù)對其性能進行評價，就能將不合格的脈沖發(fā)生器挑選出來，減少井下設(shè)備事故的發(fā)生。


圖1是本實用新型測試設(shè)備的溫控加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型測試設(shè)備的機械性能測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖2中機械性能測試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子組件的分解圖。
圖4是本實用新型測試設(shè)備的承壓裝置的側(cè)視圖。
圖5是本實用新型測試設(shè)備的電磁振動系統(tǒng)與機械性能測試系統(tǒng)組合后的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本實用新型的脈沖發(fā)生器測試臺由三部分組成溫控加熱系統(tǒng)1、機械性能測試系統(tǒng)3和電磁振動系統(tǒng)5。溫控加熱系統(tǒng)1和電磁振動系統(tǒng)5分別模擬泥漿正脈沖發(fā)生器在井下工作時的高溫和振動環(huán)境；機械性能測試系統(tǒng)3模擬泥漿正脈沖發(fā)生器外圍件被泥漿沖刷時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)情況，同時向脈沖發(fā)生器發(fā)出觸發(fā)信號，并測量脈沖發(fā)生器在模擬環(huán)境及給定信號下所產(chǎn)生的電壓、電流、位移信號。
如圖1所示，溫控加熱系統(tǒng)1由加熱裝置11、保溫爐體12和溫控裝置組成，其中加熱裝置11進一步包括加熱箱111、循環(huán)風機112、進風管113和回風管114。加熱箱111和保溫爐體12之間通過進、回風管113、114連接，循環(huán)風機112安裝在進風管113上。工作時，先設(shè)定試驗溫度，加熱箱111采用電阻絲加熱管加熱，利用循環(huán)風機112送風，由進風管113進入保溫爐體12，并通過回風管114循環(huán)流動，保溫爐體12中部采用保溫板121密封。溫控加熱系統(tǒng)通過滾輪放置在一對導(dǎo)軌7上，可沿該導(dǎo)軌移動，在面向?qū)к壙v向的一個側(cè)面上開有爐門。
溫控裝置包括在保溫爐體12內(nèi)設(shè)置的一個溫度傳感器，當檢測溫度低于設(shè)定的下限值時，發(fā)出啟動信號控制所述加熱裝置啟動加熱和循環(huán)送風，當檢測溫度達到上限值時，停止加熱和送風，使保溫爐體內(nèi)的溫度保持在所需要的范圍內(nèi)。
如圖2所示，本實施例的機械性能測試系統(tǒng)3包括測試臺31、泥漿正脈沖發(fā)生器(以下也簡稱為脈沖發(fā)生器)32、驅(qū)動裝置33、轉(zhuǎn)子組件34、承壓裝置35和傳感器36(該圖未示出，見圖4)。
脈沖發(fā)生器32通過一端的一個固定環(huán)311以及間隔設(shè)置的多個固定板312水平固定在測試臺31上，在靠近另一端的固定板上還設(shè)有一固定套313，可供螺釘穿過對脈沖發(fā)生器32的位置進行固定和調(diào)節(jié)。脈沖發(fā)生器32的錐形閥頂?shù)衷诔袎貉b置35上，另一端可與信號線相連接。
轉(zhuǎn)子組件34位于兩個固定板312之間，套設(shè)在脈沖發(fā)生器32外對應(yīng)于其內(nèi)部磁軸所在的位置。請同時參照圖3的分解圖，轉(zhuǎn)子組件34由第一皮帶輪341、外套筒342、磁性軸套343以及兩個軸承344組成，第一皮帶輪341固定套設(shè)在外套筒342外，外套筒342兩端分別通過軸承344固定在兩個固定板312上，磁性軸套343安裝在外套筒342內(nèi)并相互鍵接，磁性軸套343與脈沖發(fā)生器32同心但不接觸，其外圓周的軸向上均勻分布有多個磁體，構(gòu)成了磁體組。
驅(qū)動裝置33固定在測試臺31下方，由伺服電機331，與其轉(zhuǎn)動軸相連接的第二皮帶輪332，以及連接在第二皮帶輪332和第一皮帶輪341之間的同步齒形帶333組成。
請參照圖4，承壓裝置35由固定座351、承壓板352、連接在固定座和承壓板之間的4根預(yù)壓縮的彈簧353，以及穿過固定座和承壓板中部的承壓桿354組成，承壓桿354與承壓板352相互固定，承壓桿354抵頂在脈沖發(fā)生器32的錐形閥上并利用彈簧353保證一定的預(yù)應(yīng)力，其另一端對應(yīng)于傳感器36。
伺服電機331通電轉(zhuǎn)動時，通過第二皮帶輪332、同步齒形帶333、第一皮帶輪341、外套筒342帶動磁性軸套343上的磁體組旋轉(zhuǎn)，這樣就能模擬脈沖器工作時其外圍件葉片被泥漿沖刷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動。由于磁場作用力的原因，磁體組的轉(zhuǎn)動帶動脈沖發(fā)生器內(nèi)部的磁軸轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，通過信號線給脈沖發(fā)生器發(fā)送驅(qū)動方波，使其產(chǎn)生伸縮運動，推動承壓桿354一同運動，然后通過傳感器就可以測量脈沖發(fā)生器的沖程并通過外設(shè)電壓表、電流表測量電壓、電流等參數(shù)。本實施例的機械性能測試系統(tǒng)3可以很真實地模擬泥漿正脈沖發(fā)生器在井下的工作，并且結(jié)構(gòu)簡單合理。
為了更為逼真的模擬井下環(huán)境，本實施例還設(shè)置了電磁振動系統(tǒng)5，如圖5所示，該振動系統(tǒng)為一個振動臺體51，其振動部分包含的振動臺511與機械性能測試系統(tǒng)3的測試臺31固定連接，通過信號發(fā)生器的控制，振動臺體51的振動部分產(chǎn)生一定頻率和幅度的運動，使測試臺31上的脈沖發(fā)生器32一起振動，從而模擬脈沖器在井下工作時的真實情況。
對于高溫環(huán)境的模擬，是在溫控加熱系統(tǒng)的溫度達到設(shè)定溫度時，抽出保溫爐體中的保溫板121，然后沿導(dǎo)軌推動溫控加熱系統(tǒng)使電磁振動系統(tǒng)和機械性能測試系統(tǒng)進入到保溫爐體內(nèi)，設(shè)計使得測試臺31的形狀尺寸和保溫板121基本相同，并用保溫材料制成，這樣可以在保溫爐體的上方形成一個封閉的保溫空間，以模擬脈沖發(fā)生器在井下工作時的高溫環(huán)境。
上述實施例還可以做一些變換，例如溫控加熱系統(tǒng)的加熱裝置并不局限于實施例中公開的加熱箱送熱風的方式，也可以在爐體側(cè)壁設(shè)置加熱器件。又如機械性能測試系統(tǒng)中的驅(qū)動裝置也可以采用汽動馬達，在汽動馬達中內(nèi)嵌磁性軸套來實現(xiàn)實施例中轉(zhuǎn)子組件的功能。采用鏈輪代替皮帶輪傳動，等等。
權(quán)利要求1.一種泥漿正脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備，包括機械性能測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱系統(tǒng)和振動系統(tǒng)，其中所述加熱系統(tǒng)包括加熱裝置和一個帶有爐門的保溫爐體；所述機械性能測試系統(tǒng)固定在所述振動系統(tǒng)的振動部分上，并可一起放置到所述保溫爐體內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)通過滾輪放置在一對導(dǎo)軌上。
3.如權(quán)利要求1所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)的加熱裝置包括加熱箱，連接在所述加熱箱和保溫爐體之間的進風管和回風管，以及安裝在所述進風管上的循環(huán)風機。
4.如權(quán)利要求1或3所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)還包括溫控裝置，該溫控裝置有一個設(shè)在所述保溫爐體內(nèi)的溫度傳感器，在檢測溫度低于下限值后向所述加熱裝置輸出啟動信號，在檢測溫度高于上限值時向所述加熱裝置輸出停止信號。
5.如權(quán)利要求1所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述振動系統(tǒng)為一電磁振動系統(tǒng)，所述機械性能測試系統(tǒng)固定在該電磁振動系統(tǒng)的振動部分的振動臺上。
6.如權(quán)利要求1所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述機械性能測試裝置包括測試臺，以及固定在所述測試臺上的泥漿正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動裝置、包含有磁體組的轉(zhuǎn)子組件、承壓裝置和傳感器，所述泥漿正脈沖發(fā)生器水平固定在所述測試臺上，所述轉(zhuǎn)子組件同心但不接觸地套設(shè)在所述泥漿正脈沖發(fā)生器外并對應(yīng)于該泥漿正脈沖發(fā)生器內(nèi)磁軸所在的位置，兩端通過軸承固定安裝在所述測試臺上，并與所述驅(qū)動裝置連接，所述承壓裝置一端抵頂于所述泥漿正脈沖發(fā)生器的錐形閥，另一端靠近所述傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子組件包括第一傳動輪、外套筒、磁性軸套以及所述軸承，該第一皮帶輪固定地套設(shè)在該外套筒外，該外套筒套在所述磁性軸套外且相互固連，該外套筒的兩端分別通過所述軸承固定在所述測試臺上，該磁性軸套外圓周的軸向上均勻分布有多個磁體構(gòu)成的所述磁體組。
8.如權(quán)利要求7所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為固定在所述測試臺上的伺服電機，與該伺服電機轉(zhuǎn)動軸相連的第二傳動輪，以及連接在該第二傳動輪和所述第一傳動輪之間的傳動帶。
9.如權(quán)利要求6所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述承壓裝置包括固定座、承壓板、連接在該固定座和承壓板之間多根預(yù)壓縮的彈簧，以及穿過固定座和承壓板中部的承壓桿，該承壓桿與所述承壓板固連，一端抵頂在所述泥漿正脈沖發(fā)生器的錐形閥，另一端靠近所述傳感器。
10.如權(quán)利要求6所述的測試設(shè)備，其特征在于，所述機械性能測試系統(tǒng)推入所述保溫爐體后，所述測試臺將所述保溫爐體分隔成上、下兩部分，且其上部為封閉的空間。
專利摘要本實用新型公開了一種泥漿正脈沖發(fā)生器的測試設(shè)備，包括機械性能測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括加熱系統(tǒng)和振動系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括加熱裝置和一個帶有爐門的保溫爐體；所述機械性能測試系統(tǒng)固定在所述振動系統(tǒng)的振動部分上，并可一起放置到所述保溫爐體內(nèi)。本實用新型的測試設(shè)備能夠模擬脈沖發(fā)生器在井下工作時的振動、高溫等環(huán)境條件，并能模擬脈沖器外圍件被泥漿沖刷時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，通過測定脈沖發(fā)生器在模擬環(huán)境下的性能參數(shù)對其性能進行評價，就能將不合格的脈沖發(fā)生器挑選出來，減少井下設(shè)備事故的發(fā)生。
文檔編號G01M99/00GK2775638SQ20042011561
公開日2006年4月26日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者菅志軍, 陳平, 宋永強, 張玉霖, 石巖峰, 石峻峰, 劉德福 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司, 北京中天啟明科技發(fā)展有限公司