[發(fā)明專利]一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011123105.8
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112362320B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳鶴;付楊;王瑤;葉順友;尚曉峰;王建龍;于琛;尚薇;付明順;徐穎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發(fā)明公開了一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器體、磁鐵塊、增速器、聯(lián)軸器、陀螺、軸承、電機(jī)端蓋、多節(jié)套筒、電機(jī)法蘭盤、一對增速器法蘭盤、一對軸承法蘭盤、陀螺套筒、加速度傳感器、電荷放大器、上位機(jī)。調(diào)速器調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)上部分磁性的聯(lián)軸器體上端快速轉(zhuǎn)動(dòng)，上部分聯(lián)軸器體上端的下端鑲有上磁鐵塊，下部分磁性的聯(lián)軸器體下端，上端鑲有下磁鐵塊，通過磁力耦合作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與增速器低速軸同步旋轉(zhuǎn)，增速器擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)速，高速軸通過聯(lián)軸器將旋轉(zhuǎn)力傳遞給陀螺，驅(qū)動(dòng)陀螺高速旋轉(zhuǎn)，左端振動(dòng)源水平作用在裝置下端，兩個(gè)加速度傳感器在陀螺套筒進(jìn)行加速度采集振動(dòng)信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減震試驗(yàn)裝置，特別涉及一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

鉆井過程中，鉆頭切削地層，地層的各向異性和軟硬不均會(huì)導(dǎo)致鉆頭承受各方向震動(dòng)，呈現(xiàn)跳動(dòng)、擺動(dòng)或渦動(dòng)狀態(tài)，據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)鉆頭承受的瞬間振動(dòng)加速度可達(dá)100～200g，因此鉆頭在井底的狀態(tài)是極不穩(wěn)定的，而且震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鉆頭壽命和鉆井效率的大幅降低。陀螺減震工具是一種鉆井用提速工具，利用陀螺高速旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性原理設(shè)計(jì)而成，主動(dòng)抑制鉆頭和鉆桿的各向震動(dòng)，削弱振動(dòng)加速度，穩(wěn)定鉆頭姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)破巖，延長鉆頭壽命，提高鉆井速度。但是陀螺的轉(zhuǎn)速和質(zhì)量是陀螺減震工具的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，陀螺參數(shù)對減震效果的影響需要通過試驗(yàn)方法進(jìn)行測量分析，是陀螺減震工具的設(shè)計(jì)依據(jù)，因此需要設(shè)計(jì)一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置，該裝置以步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力帶動(dòng)陀螺高速旋轉(zhuǎn)，通過室內(nèi)試驗(yàn)研究陀螺參數(shù)對減震效果的影響，得到規(guī)律關(guān)系。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種陀螺減震效果試驗(yàn)裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器體、磁鐵塊、增速器、聯(lián)軸器、陀螺、軸承、電機(jī)端蓋、多節(jié)套筒、電機(jī)法蘭盤、一對增速器法蘭盤、一對軸承法蘭盤、陀螺套筒、加速度傳感器、電荷放大器、上位機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過外螺紋固定在電機(jī)法蘭盤上，磁鐵塊粘接在聯(lián)軸器體內(nèi)部，聯(lián)軸器體上端通過外螺紋與電機(jī)輸出軸固定，增速器通過外螺紋固定在一對增速器法蘭盤上，增速器的低速軸通過外螺紋與聯(lián)軸器體下端連接，增速器的高速軸通過內(nèi)螺紋與聯(lián)軸器連接，陀螺上軸承外環(huán)卡在上部的軸承法蘭盤內(nèi)孔，陀螺上軸承內(nèi)環(huán)卡在陀螺上軸上，陀螺上軸通過聯(lián)軸器與高速軸連接，陀螺下軸承外環(huán)卡在下部的軸承法蘭盤內(nèi)孔，陀螺下軸承內(nèi)環(huán)卡在陀螺下軸上，電機(jī)法蘭盤、增速器法蘭盤、軸承法蘭盤之間均安裝有套筒，電機(jī)法蘭盤上也安裝帶有電機(jī)頂蓋的套筒，套筒與法蘭盤外端粘接在一起，加速度傳感器卡在陀螺套筒側(cè)壁的內(nèi)孔，通過輸入BNC同軸線與電荷放大器的輸入端連接，電荷放大器的輸出端通過輸出BNC同軸線連接到上位機(jī)。

所述聯(lián)軸器體的上端和下端通過外螺紋與電機(jī)輸出軸和增速器低速軸固定，中間通過磁力耦合連接，保留一定的間隙。

位于上部的聯(lián)軸器體上端的下端鑲有上磁鐵塊，位于下部的聯(lián)軸器體下端的上端鑲有下磁鐵塊，通過磁力耦合作用驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與增速器低速軸同步旋轉(zhuǎn)。

所述套筒為透明的有機(jī)玻璃材質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果是：模擬底部在受水平力作用后的加速度，振動(dòng)源水平作用在裝置下端，加速度傳感器在陀螺套筒呈90度方位的兩個(gè)內(nèi)孔分別進(jìn)行加速度采集，通過電荷放大器傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，采集振動(dòng)信號(hào)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明陀螺減震效果試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為本發(fā)明陀螺減震效果試驗(yàn)裝置爆炸圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。