[发明专利]一种力臂反推力特性测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油行业工具和仪器、机电系统自动化、非电量电性测量等 技术领域，尤其涉及一种石油行业推靠类器材的力臂反推力特性测量系统。

背景技术

石油被誉为“现代工业的血液”，驱动着整个社会的运行。中国作为油气 资源不太丰富的国家，更好的提高石油开采效率和开采率以及勘探更多的油 田是非常有必要的。在石油勘探与开采中，人们在了解目标区块的油气分布、 地质情况、及对其实际开采的过程中，需要使用多种石油行业的特种作业方 式(如钻井、录井、测井、固井等)。在以上各种作业中都要使用特殊的专用 工具及仪器仪表，其中推靠类产品是一类很重要的设备构成。

可推靠、收放的机械力臂结构是多数推靠类产品的重要功能执行机构， 对力臂的力学特性检测，是推靠类产品在设计上是否满足设计技术要求的重 要理论依据，是推靠类产品在出厂前质量合格的重要检验指标，是产品在使 用中是否维修、保养、延寿的重要状态判别手段。

在我国推靠类产品生产厂商中，对力臂的反推力特性还不能实现系统有 效的测量，多数从业者甚至对于反推力特性的认识还了解的还不够充分，加 之国外同行业企业的技术封锁，使得推靠类产品的力臂反推力特性测量的研 究在国内还处于刚刚起步，测量系统的产品化更是一个空白。

发明内容

本发明提供一种力臂反推力特性测量系统，可对推靠类产品的力臂反推 力特性实现自动化测量，并可产品化推广。

为了达到上述目的，本发明提供一种力臂反推力特性测量系统，包含： 控制器，以及分别与待测仪器的两个力臂的端部机械连接的两个同样的测量 组件，控制器通过数据输出模块将控制信号发送给两个测量组件，使两个测 量组件同步完成对待测仪器两个力臂的特性测量，数据采集模块将两个测量 组件检测到的反推力数据和位移数据发送给控制器，以供控制器对数据进行 处理。

所述的测量组件包含：

步进电机驱动器，其电性连接数据输出模块，根据数据输出模块输出的 转速数据驱动步进电机；

步进电机，其电性连接步进电机驱动器，在步进电机驱动器的驱动下运 动；

加载机构，其一端与步进电机机械连接，另一端与待测仪器中的力臂机 械连接，且该加载机构电性连接数据输出模块，该加载机构在步进电机的驱 动下对力臂加载推力，并将探测得到的反推力数据发送给数据输出模块；

第一编码器，其电性连接步进电机和数据输出模块，测量步进电机的旋 转角度来获取加载机构的位移数据，并将位移数据发送给数据输出模块。

所述的加载机构包含：

测头，其装夹在力臂的端部；

力传感器，其固定连接测头，用于测量第一力臂反推力的大小；

电动推杆，其机械连接步进电机，在步进电机的驱动下产生直线运动；

直线导轨，其通过直线导轨座与电动推杆连接；

直线导轨滑块，其套设在直线导轨上，并且通过力传感器连接块与力传 感器连接，当步进电机驱动电动推杆向前移动时，直线导轨滑块沿直线导轨 滑动，测头和力传感器也随着直线导轨沿轴线滑动。

所述的力传感器采用应变片式力传感器。

所述的数据采集模块包含：电性连接的放大调理电路、脉冲计数电路和 模拟采样电路，所述的放大调理电路将编码器和力传感器发送的微弱信号进 行调理和放大，所述的脉冲计数电路采集编码器输出的位移数据，所述的模 拟采样电路采集力传感器输出的反推力数据。

所述的力臂反推力特性测量系统还包含：两个支撑步进电机与加载机构 支撑台架，以及将两个支撑台架固定连接在一起的连接机构。

所述的支撑台架的高度满足：可以使加载机构的高度与待测仪器的力臂 端部的高度匹配。

所述的支撑台架的底部具有可固定装置。

所述的连接机构包含：若干分别固定设置在两个支撑台架上的螺旋压紧 机构和连接螺旋压紧机构的连接件。

所述的螺旋压紧机构包含：

压头，其固定设置在支撑台架上，该压头具有通孔，连接件可以穿过该 通孔；

压紧螺杆，其设置在压头上；

压紧头，其连接压紧螺杆，在压紧螺杆的驱使下压紧连接件。

所述的控制器具有以下功能：