[发明专利]一种动态扭矩在线检测装置及检测方法

说明书

一种动态扭矩在线检测装置，包括支撑架、走道、测功机；其中支撑架用于安装顶驱和测功机，测功机包括：输出轴、输入轴、水冷式刹车，输出轴上端与顶驱主轴连接，下端与输入轴配合转递扭矩，输入轴上部外圆上装有扭矩传感仪,输入轴与水冷式刹车配合力矩，水冷式刹车提供摩擦阻力矩，扭矩传感仪测试顶驱的扭矩和转速。走道通过支架焊接在支撑架的框架上，用于观察设备运转情况和维修设备。本发明可以检测出顶驱的输出功率、扭矩和转速。

技术领域

本发明属石油机械领域，特别涉及到顶驱性能检测装置及检测方法。

背景技术：

顶驱装置是用于取代传统转盘－方钻杆钻井模式的一种新型钻井装备，是集机、电、液、通讯于一体的高技术产品，是近代钻井装备的三大科技成果之一。顶驱装置将钻井动力从转盘直接移至水龙头处，由顶部直接驱动钻具旋转钻进，不使用转盘和方钻杆。顶驱装置可使用立根钻进；在起下钻过程中遇阻、遇卡时，可在井架内任何高度处与钻柱连接，迅速建立循环、旋转钻具，正倒划眼通过遇阻、遇卡点，因此可有效防止卡钻事故的发生，具有常规钻井方式无法比拟的优势，应用于勘探井、定向井、水平井、大位移井等高难度复杂井钻井作业时，经济效益尤为显著,顶驱装置钻井比常规方式可节省时间20-25%,但顶驱的输出功率、扭矩和转速是否达到各项要求,将会影响顶驱的作业性能和效率,因此,对顶驱装置输出功率,扭矩及转速的检测显得尤为重要。

由于市场上没有检测顶驱性能的试验设备，其各项性能无法检测，制约着顶驱的推广使用和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线检测顶驱性能的动态扭矩的检测方法及检测装置，可以检测出顶驱的输出功率、扭矩和转速。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种动态扭矩在线检测装置，包括支撑架1、走道3、测功机2；其中支撑架1用于安装顶驱28和测功机2，测功机2包括：输出轴4、输入轴22、水冷式刹车8，输出轴4上端与顶驱28主轴连接，下端与输入轴22配合转递扭矩，输入轴4上部外圆上装有扭矩传感仪5, 输入轴22与水冷式刹车8配合力矩，水冷式刹车8提供摩擦阻力矩，扭矩传感仪5测试顶驱的扭矩和转速。

走道3通过支架焊接在支撑架1的框架上，用于观察设备运转情况和维修设备。

支撑架1由矩形管焊接而成的框架式结构，底面有2个支撑座24用于支撑测功机2中的安全气囊9，支撑座中间结构有一个立柱23，用于与测功机2中的联接板7槽口配合防止联接板7旋转；支撑架左端上部有一个顶驱安装板25，用于安装固定顶驱28。

测功机2还包括：联接板7、连接板14、空气气囊9，联接板7用螺栓固定在水冷式刹车8上端面上，连接板14用螺栓固定在水冷式刹车8下端面上，联接板7四角上装有空气气囊9，用于支撑测功机2的整个重量；输入轴4安装座6用螺栓固定在联接板7上。

测功机2的联接板7左右两侧靠中间部位有一个槽口，用于与立柱23配合，阻止联接板转动，中间有一圈螺栓螺孔用于与轴承座12的连接，外圈一圈螺栓孔用于与水冷式刹车8的连接；输入轴4上端部分有2个轴承11承受轴向力，轴承11安装在轴承座12内; 轴承盖10用螺栓固定在轴承盒上，其下端端部顶住轴承11外圈，禁止轴承11向上移动，轴承座12和轴承盖10内装有油封26，对油起密封作用；轴承盖下端外圆上装有O型圈27对油起密封作用；输入轴22中部用键20与水冷式刹车8中的齿轮21键槽配合8；输入轴22最下端装有带紧定套的轴承19，紧定套由锥套18和螺母17组成；轴承19安装于轴承座15内，对输入轴22起到定心和扶正作用；并用轴承盖16上端顶住轴承外圈，调节螺母17使轴承在锥套18上滑动，可调节轴承19的轴向游隙；轴承座12用螺栓固定在联接板7上，联接板7用螺栓固定在水冷式刹车8上端面上；轴承座15用螺栓固定在连接板14上。

一种动态扭矩在线检测方法，其特征在于：