[发明专利]钻井工具试验台恒力加载装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及钻井工具模拟性能试验装置，具体涉及一种在存在轴向振动的条件下，能为试件加载恒定轴向力的钻井工具试验台恒力加载装置。

【背景技术】

油气钻井作业中，尤其是水平井钻井作业，广泛采用各类震击器。由于震击器类工具的使用量大，在国内逐步发展这类工具的设计和生产。在国内，此类的钻井工具尚没有完备的试验室进行测试和评估。因为技术起点不同，国内的这些井下钻井工具使用寿命差别很大。为了综合评价这些工具的使用性能和寿命，需要建造能够模拟井下使用环境下的试验系统测试其性能参数。为模拟工具的实际使用工况，需要对工具轴向加载数十吨载荷，在试验室环境下不便布置质量载荷，且当被试验工具水平布置时更是无法采用重力加载。由于震击器工作时有较大振幅的轴向震动，直接采用液压加载会产生巨大的载荷波动。

【发明内容】

本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种在存在轴向振动的条件下，能为试件加载恒定轴向力的钻井工具试验台恒力加载装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种钻井工具试验台恒力加载装置，它包括：

一用于为试件提供加载力的液压缸及与液压缸连接的液压回路，所述液压缸的活塞将液压缸腔体隔离为有杆腔和无杆腔；

一用于对所述加载力进行控制和调节的增压缸及与增压缸连接的气液回路，所述增压缸包括一气压腔及一油压腔，所述油压腔与所述液压缸的无杆腔连通。

进一步的，所述液压缸与所述增压缸为一体式结构。

进一步的，所述液压回路包括依次连接的油箱、液压马达、流量阀和/或压力阀及换向阀，所述换向阀与所述液压缸的无杆腔及有杆腔连接。

进一步的，所述气液回路包括依次连接的气源、气动马达、减压阀及调压阀，所述调压阀与所述增压缸的气压腔连接。

本发明的有益效果在于：本发明采用液压缸施加固定推力，在保持推力的前提下，由增压缸进行加载力量的控制和调节，利用气体可压缩原理，吸收试件的振动，并保持对试件所加载力在一较小的范围内变化，以实现在小的振动范围内保持气体压力的恒定，从而实现了在存在轴向振动的条件下，恒定加载轴向力的技术要求，其结构简单，安全可靠，所需气压、液压均不高。

【附图说明】

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图中：液压缸1；有杆腔101；无杆腔102；液压缸活塞103；气缸杆104；增压缸2；气压腔201；油压腔202；增压缸大活塞203；增压缸小活塞204；增压缸气缸杆205；油箱3；液压马达4；顺序阀5；减压阀6(8)；换向阀7；调压阀9；连接管10.

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一

参照图1所示，本实施例提供了一种钻井工具试验台恒力加载装置，它包括一液压缸1、一增压缸2、一与液压缸1连接的液压回路及一与增压缸2连接的气液回路，其中，液压缸1用于为试件提供加载力，其液压缸1的气缸杆104前端用以与试件连接，该液压缸1采用标准液压缸，液压缸活塞103将液压缸腔体隔离为有杆腔101和无杆腔102；增压缸2用于对所述加载力进行控制和调节，该增压缸2采用标准比例增压缸，包括增压缸大活塞203、增压缸小活塞204、气压腔201及油压腔202，增压缸大活塞203与增压缸小活塞204之间连接有增压缸气缸杆205，增压缸大活塞203设置于气压腔201内，增压缸小活塞204设置于油压腔202内，所述油压腔202与所述液压缸1的无杆腔102连通。

本实施例中的液压缸1与所述增压缸2为一体式结构，即液压缸1的无杆腔102与增压缸2的油压腔202直接相通，液压缸1与增压缸2形成整体。油压腔202的直径小于无杆腔102及气压腔201的直径。所述液压回路包括油箱3、液压马达4、减压阀6、顺序阀5及换向阀7，所述有杆腔101与无杆腔102分别具有一接口，所述换向阀7的供油口与减压阀6连接，回油口与油箱3连接，其中一输出口与所述液压缸1的无杆腔102上的接口连接，另一输出口与所述液压缸1的有杆腔101上的接口连接。所述气液回路包括依次连接的气源、气动马达、减压阀8及调压阀9，所述调压阀9与所述增压缸2的气压腔201连接。

可以理解的是，本发明中液压缸1的液压回路及增压缸2的气液回路可根据需要具体配置，本领域技术人员可根据常规技术手段选择性配置，在此不作详述。