[发明专利]一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台

权利要求书

1.一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台，它由试验控制装置、底座（1）、加载机构、传动机构（3）、倾角变换架（4）和井下动力钻具（2）构成，底座（1）上通过倾角变换架（4）活动安装有井下动力钻具（2）；倾角变换架（4）前端的底座（1）上装有传动机构（3），倾角变换架（4）后端设置有绞盘（29），绞盘（29）由绞盘绳（30）通过定滑轮（31）与井下动力钻具（2）连接；其特征在于：传动机构（3）一侧的底座（1）上装有加载机构，井下动力钻具（2）通过传动机构（3）与加载机构连接；所述的井下动力钻具（2）下方一侧设置有循环水箱（34），循环水箱（34）上方设置有分水器（35），分水器（35）通过分水器连通管A（36）与井下动力钻具（2）连通，分水器（35）通过分水器连通管B（38）与循环水箱（34）连通，循环水箱（34）通过连通软管（39）与井下动力钻具（2）连通，所述的井下动力钻具（2）、加载机构、倾角变换架（4）分别与试验控制装置连接；所述的井下动力钻具（2）由壳体（5）、动力轴（6）、上圆锥滚子轴承（7）、下圆锥滚子轴承（8）、上整流栅（9）、下整流栅（10）和涡轮（11）构成，壳体（5）内通过对称设置的上圆锥滚子轴承（7）和下圆锥滚子轴承（8）安装有动力轴（6）；动力轴（6）的一端延伸至壳体（5）外端，上圆锥滚子轴承（7）和下圆锥滚子轴承（8）之间的壳体（5）内通过衬套（12）和压紧套（13）装有涡轮（11）；上圆锥滚子轴承（7）一侧的壳体（5）内装有上整流栅（9）；下圆锥滚子轴承（8）与涡轮（11）之间的壳体（5）内装有下整流栅（10）；所述的传动机构（3）由活动支座（20）、固定支座（21）、联轴器（22）、大锥齿轮（23）、小锥齿轮（24）、圆柱滚子轴承（25）、水平轴（26）、圆锥滚子轴承（27）和竖直轴（28）构成，固定支座（21）上通过圆柱滚子轴承（25）安装有活动支座（20）和水平轴（26），水平轴（26）上固装有小锥齿轮（24），活动支座（20）上通过圆锥滚子轴承（27）安装有竖直轴（28），竖直轴（28）一端固装有大锥齿轮（23），大锥齿轮（23）与小锥齿轮（24）啮合连接，竖直轴（28）另一端设置有联轴器（22），竖直轴（28）通过联轴器（22）与延伸至壳体（5）外端的动力轴（6）连接；所述的连通软管（39）上依次安装有入口压力传感器、出口流量传感器、入口流量传感器、安全阀、五缸柱塞泵、管道泵和电磁阀；入口压力传感器、出口流量传感器、入口流量传感器、安全阀、五缸柱塞泵、管道泵和电磁阀分别与试验控制装置连接；所述的倾角变换架（4）由对称设置的倾角支架（15）构成，倾角支架（15）呈扇形体，倾角支架（15）上设置有内滑槽（16）和外滑槽（17）；与内滑槽（16）和外滑槽（17）对应的倾角支架（15）内壁上设置有内侧固定板（18），内侧固定板（18）上间隔设置有固定凹槽（19），倾角变换架（4）上装有倾角传感器，用于检测井下动力钻具（2）的工作角度；工作时，通过绞盘（29）可调整井下动力钻具在倾角变换架（4）上的工作角度，试验过程中由五缸柱塞泵、管道泵提供动力液，从而带动井下动力钻具（2）的动力轴（6）转动，并通过加载机构对动力轴（6）施加载荷，试验参数通过传感器上传试验控制装置，模拟不同类型的井下动力钻具在不同倾斜角度下的工作特性。

2.根据权利要求1所述的一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台，其特征在于：所述的涡轮（11）包括定子和转子；所述转子通过锁紧螺母和轴套进行压紧定位。

3.根据权利要求1所述的一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台，其特征在于：所述井下动力钻具（2）的壳体（5）上对称设置有连接栓（14），井下动力钻具（2）通过连接栓（14）与倾角支架（15）的滑槽配合与倾角变换架（4）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台，其特征在于：所述的下圆锥滚子轴承（8）一侧的壳体（5）上设置有连通口（37）。

5.根据权利要求1所述的一种石油井下动力钻具物理性能测试模拟机台，其特征在于：所述的加载机构由磁粉制动器（32）、联轴器（22）和扭矩测试仪（33）构成，磁粉制动器（32）通过联轴器（22）与扭矩测试仪（33）连接；扭矩测试仪（33）通过联轴器（22）与水平轴（26）连接。