[发明专利]一种模拟微重力钻探的测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：包括框架、重力补偿系统及试验桶(3)，其中重力补偿系统包括给进电机(5)、给进卷扬(6)、定滑轮组(7)、动滑轮组(8)、死绳定滑轮(9)及死绳固定滑轮(10)，该给进电机(5)、给进卷扬(6)、定滑轮组(7)、死绳定滑轮(9)及死绳固定滑轮(10)分别安装在框架上，钢丝绳A的一端缠绕在所述给进卷扬(6)的卷扬滚筒上，另一端由所述定滑轮组(7)、动滑轮组(8)、死绳定滑轮(9)绕过后缠绕在死绳固定滑轮(10)上，所述动滑轮组(8)的下方通过钢丝绳B连接有钻探设备(4)；所述框架内放置有试验桶A(3)，所述给进电机(5)带动给进卷扬(6)的轴旋转，进而带动所述卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳A收紧或放松，从而拖曳所述钻探设备(4)在试验桶A(3)中提升或下落。

2.根据权利要求1所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述死绳固定滑轮(10)上安装有实时反馈给进电机(5)拖动钢丝绳A产生拉力的压力传感器(11)。

3.根据权利要求1所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述定滑轮组(7)包括多个定滑轮，所述动滑轮组(8)包括数量与定滑轮相同的动滑轮，所述钢丝绳A交替绕过定滑轮及动滑轮。

4.根据权利要求1所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述定滑轮组(7)包括安装座A(13)、定滑轮轴及多个定滑轮，该安装座A(13)固定于所述框架的横梁(12)上，所述安装座A(13)上安装有定滑轮轴，各定滑轮分别转动安装在该定滑轮轴上。

5.根据权利要求1所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述动滑轮组(8)包括安装座B(14)、动滑轮轴及多个动滑轮，该安装座B(14)位于定滑轮组(7)的下方，所述安装座B(14)上安装有动滑轮轴，各动滑轮分别转动安装在该动滑轮轴上。

6.根据权利要求5所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述安装座B(14)包括位于各动滑轮两侧的安装板(15)及用于连接两侧安装板(15)的螺栓(16)，两侧所述安装板(15)的下端设有用于与钢丝绳B连接的连接柱(17)。

7.根据权利要求1所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述框架包括安装架(2)及支撑架A(1)，该安装架(2)位于支撑架A(1)的上部，所述给进电机(5)及给进卷扬(6)安装在支撑架A(1)上，所述定滑轮组(7)、死绳定滑轮(9)及死绳固定滑轮(10)分别安装在安装架(2)上。

8.根据权利要求7所述模拟微重力钻探的测试装置，其特征在于：所述支撑架A(1)的底部通过角块与另一支撑架B(1')连接，实现扩展；所述试验桶A(3)的底部通过卡箍与另一试验桶B(3')连接，实现扩展。

9.一种权利要求1至8任一权利要求所述模拟微重力钻探的测试装置的测试方法，其特征在于：所述给进电机(5)正转或反转，给进电机(5)的输出轴带动给进卷扬(6)的轴转动，使得钢丝绳A在给进卷扬(6)的卷扬滚筒上收紧或放松，从而拖曳钻探设备(4)提升或下落，通过钢丝绳A的上下伸缩补偿钻探设备(4)竖直向下的重力，使所述钻探设备(4)的运动不受到自身重力的影响，使得钻探测试过程在微重力环境进行。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于：所述死绳固定滑轮(10)上安装有压力传感器(11)，通过该压力传感器(11)测量补偿力，作为重力补偿系统的控制反馈，对重力补偿力进行实时控制。