一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，步驟包括：開啟與鐵鉆工連接的液壓控制機(jī)構(gòu)，操作鐵鉆工以調(diào)節(jié)鐵鉆工各個(gè)鉗體總成的位置，使鐵鉆工的背鉗夾緊下模擬鉆具，使鐵鉆工的夾緊鉗或旋扣鉗夾緊上模擬鉆具，然后根據(jù)試驗(yàn)需要選擇對夾緊鉗進(jìn)行扭矩測試或選擇對旋扣鉗進(jìn)行扭矩測試；靜態(tài)扭矩傳感器實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)即可存儲及顯示處理好的扭矩值；試驗(yàn)時(shí)背鉗夾緊下模擬鉆具，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的夾緊鉗扭矩值、轉(zhuǎn)動(dòng)旋扣鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的旋扣鉗扭矩值，即成。本發(fā)明的方法，能夠精確測試出鐵鉆工工作時(shí)實(shí)際輸出的上、卸扣扭矩值。
【專利說明】一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油鉆采裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鐵鉆工作為自動(dòng)化鉆井過程中鉆具上、卸扣的重要工具，其一鍵式自動(dòng)化操作模式極大的提高了鉆井作業(yè)的安全性、減輕了鉆井作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。鉆井過程中精確控制鐵鉆工的扭矩值極其重要，扭矩過大損傷鉆具表面、降低鉆具的使用壽命，扭矩偏小會導(dǎo)致鉆具上扣不緊、卸不動(dòng)扣，影響鉆井效率。鐵鉆工有三個(gè)扭矩施加設(shè)備分別是背鉗、夾緊鉗以及旋扣鉗，其中背鉗起加緊作用，旋扣鉗與夾緊鉗起主動(dòng)擰緊鉆具的作用。
[0003]目前鐵鉆工顯示的上、卸扣扭矩值是依據(jù)液壓系統(tǒng)壓力、油缸直徑轉(zhuǎn)換得來，由于液壓管路接口多、壓力損耗大，依據(jù)液壓系統(tǒng)壓力轉(zhuǎn)換得出的扭矩值與實(shí)際扭矩值存在較大誤差，無法精確反映鐵鉆工的實(shí)際輸出扭矩值；因此，迫切需要一種能準(zhǔn)確測試鐵鉆工各鉗扭矩值的設(shè)備，以達(dá)到全面測試、校核鐵鉆工各鉗扭矩值的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中依據(jù)液壓系統(tǒng)壓力轉(zhuǎn)換得出的扭矩值與實(shí)際扭矩值存在較大誤差，無法精確反映鐵鉆工的實(shí)際輸出扭矩值的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，按照以下步驟實(shí)施:
[0006]試驗(yàn)前，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同將試驗(yàn)臺架固定在平整的試驗(yàn)臺上；對應(yīng)鐵鉆工的鉗口尺寸選擇相應(yīng)規(guī)格的上模擬鉆具及下模擬鉆具，將上模擬鉆具及下模擬鉆具連接成能夠真實(shí)模擬實(shí)際工況時(shí)上下鉆桿對接的立柱；將上模擬鉆具及下模擬鉆具分別與靜態(tài)扭矩傳感器及試驗(yàn)臺安裝孔連接牢靠；將靜態(tài)扭矩傳感器輸出端連接到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)上；
[0007]試驗(yàn)開始，開啟與鐵鉆工連接的液壓控制機(jī)構(gòu)，操作鐵鉆工以調(diào)節(jié)鐵鉆工各個(gè)鉗體總成的位置，使鐵鉆工的背鉗夾緊下模擬鉆具，使鐵鉆工的夾緊鉗或旋扣鉗夾緊上模擬鉆具，然后根據(jù)試驗(yàn)需要選擇對夾緊鉗進(jìn)行扭矩測試或選擇對旋扣鉗進(jìn)行扭矩測試；靜態(tài)扭矩傳感器實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)即可存儲及顯示處理好的扭矩值；試驗(yàn)時(shí)背鉗夾緊下模擬鉆具，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的夾緊鉗扭矩值、轉(zhuǎn)動(dòng)旋扣鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的旋扣鉗扭矩值，試驗(yàn)完成后生成試驗(yàn)報(bào)告，即成。
[0008]本發(fā)明的鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，其特點(diǎn)還在于:
[0009]該方法采用的鐵鉆工扭矩測試裝置結(jié)構(gòu)是，在試驗(yàn)臺上分別安裝有試驗(yàn)臺架和固定座，固定座上安裝需要進(jìn)行試驗(yàn)的鐵鉆工，試驗(yàn)臺架的上橫梁下端面安裝有靜態(tài)扭矩傳感器，靜態(tài)扭矩傳感器向下依次連接有上模擬鉆具和下模擬鉆具，下模擬鉆具下端面安裝在試驗(yàn)臺底板的安裝孔中，鐵鉆工與液壓控制機(jī)構(gòu)連接，靜態(tài)扭矩傳感器與數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)信號連接。
[0010]對于伸縮式的鐵鉆工將其安裝在試驗(yàn)臺的固定座上，對于軌道式的鐵鉆工則將其放置在試驗(yàn)臺的軌道上。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，能夠精確測試出鐵鉆工工作時(shí)實(shí)際輸出的上、卸扣扭矩值，安裝方便，操作簡單，并且適用于多種型式和規(guī)格鐵鉆工的扭矩測試裝置。具體包括:
[0012]1)該發(fā)明的試驗(yàn)臺架空間大、兼容性好，既可用于伸縮式鐵鉆工的扭矩測試，又可用于軌道式鐵鉆工各鉗體的扭矩測試。
[0013]2)可以根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行2-7/8寸到9-3/4寸直徑鉆柱的上、卸扣扭矩測試；
[0014]3)選用高精度傳感器，能夠精確測量0-2500001III的扭矩值，滿足當(dāng)前陸地鉆井和海洋鉆井所使用的絕大多數(shù)型號鐵鉆工上、卸扣輸出扭矩值的測試。
[0015]4)設(shè)計(jì)合理，很好地克服了鐵鉆工旋扣鉗、夾緊鉗加載扭矩時(shí)形成的反扭矩，同時(shí)根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系也對背鉗承受的反扭矩進(jìn)行了測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明方法采用的鐵鉆工扭矩測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明方法試驗(yàn)臺架的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1.試驗(yàn)臺架，2.靜態(tài)扭矩傳感器，3.上模擬鉆具，4.下模擬鉆具，5.固定座，6.鐵鉆工，7.液壓控制機(jī)構(gòu)，8.數(shù)據(jù)采集系。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]參照圖1、圖2，本發(fā)明方法采用的鐵鉆工扭矩測試裝置結(jié)構(gòu)是，在試驗(yàn)臺上分別安裝有試驗(yàn)臺架1和固定座5，固定座5上安裝需要進(jìn)行試驗(yàn)的鐵鉆工6，試驗(yàn)臺架1的上橫梁下端面安裝有靜態(tài)扭矩傳感器2，靜態(tài)扭矩傳感器2向下依次連接有上模擬鉆具3和下模擬鉆具4，下模擬鉆具4下端面安裝在試驗(yàn)臺底板的安裝孔中，鐵鉆工6與液壓控制機(jī)構(gòu)7連接，靜態(tài)扭矩傳感器2與數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)8信號連接。
[0021]試驗(yàn)臺架1結(jié)構(gòu)簡單、承載能力大，試驗(yàn)臺上設(shè)置了固定座5和安裝導(dǎo)軌、橫梁上設(shè)置有連接法蘭。該試驗(yàn)臺能夠兼容軌道式和伸縮臂式鐵鉆工各種規(guī)格的試驗(yàn)安裝，架體牢固，能夠?yàn)殍F鉆工扭矩測試提供足夠的反扭矩。
[0022]靜態(tài)扭矩傳感器2選用大扭矩、高精度雙法蘭式型號，靜態(tài)扭矩傳感器2上部法蘭通過螺栓組與試驗(yàn)臺架1上橫梁的連接法蘭相連，靜態(tài)扭矩傳感器2下部法蘭同樣通過螺栓組與上模擬鉆具3上部的連接法蘭相連，該安裝方式既滿足了對鐵鉆工進(jìn)行各種測試的需求，又真實(shí)的模擬了鐵鉆工正常工作時(shí)的鉆柱扭轉(zhuǎn)。
[0023]上模擬鉆具3作為鐵鉆工輸出扭矩的主要傳遞設(shè)備，測試時(shí)將鐵鉆工的輸出扭矩傳遞到靜態(tài)扭矩傳感器2上。
[0024]下模擬鉆具4作為鐵鉆工扭矩測試的重要支撐和平衡設(shè)備，其直徑與上模擬鉆具3相同。
[0025]鐵鉆工6實(shí)際工作時(shí)，其伸縮架并不承受扭矩載荷，上、卸扣的反扭矩由門架及背鉗承受，在測試扭矩時(shí)下模擬鉆具4與試驗(yàn)臺固定牢靠，使得鐵鉆工的背鉗夾緊下模擬鉆具4，以便讓背鉗及門架來承受反扭矩值；操作鐵鉆工6利用液壓動(dòng)力使其旋扣鉗或夾緊鉗夾緊上模擬鉆具3進(jìn)行上、卸扣動(dòng)作，上模擬鉆具3與靜態(tài)扭矩傳感器2相連，通過數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)8實(shí)現(xiàn)顯示和記錄輸出扭矩值。
[0026]本發(fā)明的測試方法，按照以下步驟實(shí)施:
[0027]試驗(yàn)前，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同將試驗(yàn)臺架1固定在平整的試驗(yàn)臺上，即對于伸縮式的鐵鉆工6將其安裝在試驗(yàn)臺的固定座5上，對于軌道式的鐵鉆工6則將其放置在試驗(yàn)臺的軌道上；
[0028]對應(yīng)鐵鉆工6的鉗口尺寸選擇相應(yīng)規(guī)格的上模擬鉆具3及下模擬鉆具4，將上模擬鉆具3及下模擬鉆具4連接成能夠真實(shí)模擬實(shí)際工況時(shí)上下鉆桿對接的立柱；
[0029]將上模擬鉆具3及下模擬鉆具4分別與靜態(tài)扭矩傳感器2及試驗(yàn)臺安裝孔連接牢靠；將靜態(tài)扭矩傳感器2輸出端連接到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)8上；
[0030]試驗(yàn)開始，開啟與鐵鉆工6連接的液壓控制機(jī)構(gòu)7，操作鐵鉆工6以調(diào)節(jié)鐵鉆工6各個(gè)鉗體總成的位置，使鐵鉆工6的背鉗夾緊下模擬鉆具4，使鐵鉆工6的夾緊鉗或旋扣鉗夾緊上模擬鉆具3，然后根據(jù)試驗(yàn)需要選擇對夾緊鉗進(jìn)行扭矩測試或選擇對旋扣鉗進(jìn)行扭矩測試；靜態(tài)扭矩傳感器2實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)8，數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)8即可存儲及顯示處理好的扭矩值；試驗(yàn)時(shí)背鉗夾緊下模擬鉆具4，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工6的夾緊鉗扭矩值、轉(zhuǎn)動(dòng)旋扣鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的旋扣鉗扭矩值，試驗(yàn)完成后生成試驗(yàn)報(bào)告，即成。
[0031]本發(fā)明裝置兼容性好、能夠滿足軌道式和伸縮臂式鐵鉆工各種規(guī)格的試驗(yàn)安裝；上置的大扭矩、高精度雙法蘭式靜態(tài)扭矩傳感器2通過螺栓組連接于試驗(yàn)臺架上部，既滿足了鐵鉆工各種測試的需求，又真實(shí)的模擬了鐵鉆工正常工作時(shí)的鉆柱扭轉(zhuǎn)；該扭矩測試裝置極大的提高了鐵鉆工扭矩測試的范圍和精度，為鐵鉆工總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、程序開發(fā)、鉗牙優(yōu)化、扭矩輸出控制等的評價(jià)提供了準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，其特點(diǎn)在于，按照以下步驟實(shí)施: 試驗(yàn)前，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同將試驗(yàn)臺架(I)固定在平整的試驗(yàn)臺上； 對應(yīng)鐵鉆工(6)的鉗口尺寸選擇相應(yīng)規(guī)格的上模擬鉆具(3)及下模擬鉆具(4)，將上模擬鉆具(3)及下模擬鉆具(4)連接成能夠真實(shí)模擬實(shí)際工況時(shí)上下鉆桿對接的立柱；將上模擬鉆具(3)及下模擬鉆具(4)分別與靜態(tài)扭矩傳感器(2)及試驗(yàn)臺安裝孔連接牢靠；將靜態(tài)扭矩傳感器(2)輸出端連接到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)(8)上； 試驗(yàn)開始，開啟與鐵鉆工(6)連接的液壓控制機(jī)構(gòu)(7)，操作鐵鉆工(6)以調(diào)節(jié)鐵鉆工(6)各個(gè)鉗體總成的位置，使鐵鉆工(6)的背鉗夾緊下模擬鉆具(4)，使鐵鉆工(6)的夾緊鉗或旋扣鉗夾緊上模擬鉆具(3)，然后根據(jù)試驗(yàn)需要選擇對夾緊鉗進(jìn)行扭矩測試或選擇對旋扣鉗進(jìn)行扭矩測試；靜態(tài)扭矩傳感器(2)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)(8)，數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)(8)即可存儲及顯示處理好的扭矩值；試驗(yàn)時(shí)背鉗夾緊下模擬鉆具(4)，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工出)的夾緊鉗扭矩值、轉(zhuǎn)動(dòng)旋扣鉗得出的扭矩值即為鐵鉆工的旋扣鉗扭矩值，試驗(yàn)完成后生成試驗(yàn)報(bào)告，即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，其特點(diǎn)在于:該方法采用的鐵鉆工扭矩測試裝置結(jié)構(gòu)是，在試驗(yàn)臺上分別安裝有試驗(yàn)臺架(I)和固定座(5)，固定座(5)上安裝需要進(jìn)行試驗(yàn)的鐵鉆工￠)，試驗(yàn)臺架(I)的上橫梁下端面安裝有靜態(tài)扭矩傳感器(2)，靜態(tài)扭矩傳感器(2)向下依次連接有上模擬鉆具(3)和下模擬鉆具(4)，下模擬鉆具(4)下端面安裝在試驗(yàn)臺底板的安裝孔中，鐵鉆工(6)與液壓控制機(jī)構(gòu)(7)連接，靜態(tài)扭矩傳感器(2)與數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)(8)信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鉆工上、卸扣扭矩測試方法，其特點(diǎn)在于:對于伸縮式的鐵鉆工(6)將其安裝在試驗(yàn)臺的固定座(5)上，對于軌道式的鐵鉆工(6)則將其放置在試驗(yàn)臺的軌道上。
【文檔編號】G01L3/00GK104502006SQ201410680846
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】羅強(qiáng), 任小偉, 雷廣進(jìn), 高超杰, 方寶根, 王前敏 申請人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司