[發明專利]一種分別實現發電裝置內外圈轉動的實驗裝置

有效

• 申請號: 201710563751.8
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107367689B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 任宗金;張軍;孫聰;賈振元;劉帥;任明帥;化梅
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種分別實現發電裝置內外圈轉動的實驗裝置，屬于測控技術領域，特別是應用在石油鉆井領域中，鉆桿扭矩實時監測系統的自發電裝置的測試環節。一種分別實現發電裝置內外圈轉動的實驗裝置，包括傳動輸出部分、主體結構與轉速控制單元。本發明的優點是能用一個裝置分別實現發電裝置的內外圈轉動，且能通過減速機輸出軸反饋的轉速來調節電機的輸入轉速，輸出更為精確，同時采用一對單向軸承來實現外圈轉動、內圈固定的目的，簡單易行，可靠性高，在一個實驗裝置上非常方便的實現了內外圈分別轉動的兩種運動形式，達到了對發電裝置進行原理測試與工程模擬測試的目的。

技術領域

本發明屬于測控技術領域，特別是應用在石油鉆井領域中，鉆桿扭矩實時監測系統的自發電裝置的測試環節。

背景技術

在石油鉆井過程中，采用合適的傳感器及測量方法對鉆具系統的扭矩進行實時監測，對于保證石油鉆井整個系統的安全運行具有重要意義。對于深井開采，由于井下情況更為復雜，一旦鉆桿折斷，將為接下來的鉆井過程帶來極大的麻煩，造成極其巨大的經濟損失，甚至造成人員傷亡。因此通過對鉆桿扭矩的實時監測來判斷鉆桿運行狀況對于工程實際有極其重大的意義。

本發明的測試裝置，針對的是鉆桿扭矩測量的自發電裝置和鉆桿扭矩實時監測系統的測試。工程實際中，在不對自發電裝置進行原理和安全測試前，若貿然將其投入到生產中，可能會帶來下列結果：一是自發電裝置可能存在原理上的缺陷。這包含有三種情況，一種是無法產生所需電壓，既而造成鉆桿扭矩實時監測系統無法工作，此時無法對鉆桿工作狀態做出準確判斷，不能發揮監測的作用；一種是在實際運轉中，當鉆桿轉速達到一定范圍時，產生的電壓過小，不足以支持監測系統進行正常工作，此時同樣無法發揮監測作用；再一種就是在此轉速范圍下產生的電壓超過所需電壓，此時若電壓過大，可能會燒壞監測系統電路上的核心芯片，使得監測系統無法正常工作，整個系統陷入癱瘓。二是自發電裝置單獨測試時，性能完好，但在接入后續扭矩監測電路后出現異常，這就需要在實驗室進行原理測試后，進行工程實際的運行模擬，給自發電裝置接入后續完整的電路后，看整個監測系統是否正常運行，若不進行這一部分的測試，一旦在現場出現這樣的問題，將極難進行故障排查，耽誤工程的進度。因此，在自發電裝置投入到實際使用中前，對其進行原理測試與工程模擬測試是極其有必要的，這是保障其在實際中能安全穩定工作的前提。

發明內容

本發明的目的在于解決在同一個實驗裝置中分別實現發電裝置內外圈轉動的問題，發明一種既能用于實驗室檢測自發電原理是否有效，又能模擬工程實際下自發電裝置是否能安全穩定運行的裝置。

本發明的技術方案：

一種分別實現發電裝置內外圈轉動的實驗裝置，包括傳動輸出部分、主體結構與轉速控制單元。

所述的傳動輸出部分包括交流伺服電機2與減速器6；

所述的交流伺服電機2通過支板1連接固定在底板18上，交流伺服電機2的輸出軸與聯軸器3的一端相連，聯軸器3的另一端用緊定螺釘5固定在減速器6輸入軸上；所述的減速器6的輸出端軸上通過緊定螺釘5固定同步輪7；

所述的主體結構包括同步輪7、單向軸承11、軸14、同步輪7與發電裝置15；

所述的左同步輪7與軸14的一端，通過鍵連接，左單向軸承11的內圈套在軸14上，通過鍵連接；左支承12的上端套裝固定在左單向軸承11外，通過鍵與左單向軸承11的外圈連接，左端蓋13包裹左單向軸承11的外圈并與左支承12固連，左支承12固定在底板18上；發電裝置15嵌入到右同步輪7內表面并與之固連，軸14的另一端依次穿過右同步輪7與發電裝置15并固定；右單向軸承21、右端蓋17、右支承16與軸14的連接方式同左單向軸承11、左端蓋13、左支承12與軸14的連接；右支承16固定在底板18上；U型叉20固定在底板18是上、位于右同步輪7的內表面側，發電裝置15內圈轉動時，用于右同步輪7和發電裝置15固連的螺栓的伸出端與U型叉20接觸，防止發電裝置15外圈跟著轉動；