[實用新型]一種旋轉導向執行機構控制系統模擬實驗臺

有效

• 申請號: 201621156101.9
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN206133301U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高增欣
• 申請（專利權）人: 北京恒泰萬博石油技術股份有限公司;煙臺恒泰油田科技開發有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 梁艷

技術領域

本實用新型涉及石油鉆井器械技術領域，具體涉及一種旋轉導向執行機構控制系統模擬實驗臺。

背景技術

目前，旋轉導向鉆井系統由于其突出的優點受到人們越來越多的關注，并廣泛用于超深井、大位移井和水平井等高難度油氣井的開采。然而旋轉導向鉆井系統是一項集機、電、液于一體的高科技產品，由于國內對旋轉導向鉆井系統的研究起步較晚，目前仍被國外幾家石油公司壟斷，因此促進國內研發具有獨立知識產權的旋轉導向鉆井系統是非常有必要的。

然而旋轉導向鉆井系統的研發是一項投入資金大、研究周期長的高難度系統工程，其中旋轉導向執行機構的控制系統是整個系統研究的關鍵與核心。

目前，旋轉導向執行機構的控制系統，研究思路主要是在確定了導向機構的導向原理和工作方式后，立即研制實驗樣機，然后利用實驗樣機，通過多次實驗的方法，驗證和分析研制的旋轉導向執行機構控制系統的正確性。

通過制備實驗樣機，并通過不斷實驗的方法，來驗證旋轉導向執行機構的控制系統的正確性，存在如下的缺陷：實驗延伸性差，無法對其關鍵部件的影響進行測試分析；重復設計、研制樣機，資金投入大，周期長。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種旋轉導向執行機構控制系統模擬實驗臺，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種旋轉導向執行機構控制系統模擬實驗臺，包括液壓系統和控制系統，所述液壓系統包括：無位置傳感器無刷直流電機、齒輪泵、壓力傳感器、可調節流閥、液壓缸、彈簧負載和擋板，所述電機和所述齒輪泵通過聯軸器連接，所述齒輪泵通過管路與所述液壓缸連通，所述壓力傳感器和所述可調節流閥均設置在所述管路上，所述液壓缸的活塞桿用于模擬翼肋，所述擋板用于模擬井壁，所述彈簧負載用于模擬外界負載，所述彈簧負載的一端與所述液壓缸的活塞桿連接，所述彈簧負載的另一端與所述擋板連接；

所述控制系統包括：數據采集器、控制器、電機驅動電路、通信裝置和上位機，所述數據采集器的輸入端與所述壓力傳感器連接，所述數據采集器的輸出端與所述控制器的輸入端連接，所述控制器通過所述通信裝置與所述上位機連接，所述控制器的輸出端與所述電機驅動電路的輸入端連接，所述電機驅動電路的輸出端與所述電機連接。

優選地，所述液壓系統還包括：閥塊，所述閥塊位于所述齒輪泵和所述液壓缸之間的管路上，所述閥塊上設置有單向閥、插裝溢流閥、三通閥、壓力傳感器和壓力表；所述單向閥為液體進口，與所述齒輪泵的液體出口連通；所述插裝溢流閥用于調節系統安全壓力；所述三通閥分別連接液壓缸和可調節流閥。

優選地，所述控制系統還包括：電機過零檢測電路和保護電路，所述電機過零檢測電路分別與所述電機和所述控制器連接，所述保護電路分別與所述電機和所述控制器連接。

優選地，所述控制器采用TMS320F28335型DSP控制芯片。

優選地，所述通信裝置通過RS232串口連接所述控制器和所述上位機。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供了一種旋轉導向執行機構控制系統模擬實驗臺，該實驗平臺通過模擬旋轉導向執行機構的工作方式，研究導向機構導向力的控制方法和關鍵部件的工作特性，為實際的導向機構控制系統的研制提供了技術支持，避免了重復設計、研制樣機，資金投入小，周期短。

附圖說明

圖1是本實用新型旋轉導向執行機構模擬實驗臺結構示意圖；

圖2是本實用新型控制系統結構框圖。

圖中，各符號的含義如下：

1-無刷直流電機，2-聯軸器，3-齒輪泵，4-液體進口，5-單向閥，6-閥塊，7-溢流出油口，8-插裝溢流閥，9-壓力傳感器，10-可調節流閥，11-彈簧負載，12-壓力表，13-液壓缸，14-油缸，15-擋板，16-數據采集器，17-控制器，18-電機驅動電路，19-通信裝置，20-上位機，21-電機過零檢測電路，22-保護電路，23-液壓系統。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。