本实用新型专利技术公开了一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，安装于试验钻机上，用于试验顶驱下套管装置，包括：转动装置，其包括转动座和转动轴，所述转动座与试验钻机的转盘梁固定连接，所述转动轴的一端与所述转动座转动连接且所述转动轴与所述转动座为竖向相对固定设置；制动装置，其包括制动元件和制动轴，所述制动轴的一端与所述转动轴固定连接，其另一端与所述顶驱下套管装置固定连接，以接受所述顶驱下套管施加的轴向载荷和扭矩；所述制动元件向所述制动轴提供反向扭矩。本实用新型专利技术实现了对顶驱下套管装置实际工况的负载模拟，以验证顶驱下套管装置在实际工况中在轴向载荷和扭矩作用下的表现。扭矩作用下的表现。扭矩作用下的表现。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置
[0001]本技术涉及钻采设备试验领域。更具体地说，本技术涉及一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置。
技术介绍
[0002]顶驱钻井装置现已发展为石油钻井行业的标准产品，可从井架上部空间直接驱动钻杆钻进，可以边旋转钻柱边循环泥浆，有效地减少了卡钻等情况的发生，显著提高了钻井作业的能力和效率。下套管是在当井钻至预定深度后需要固井时，把套管逐一连接下人井内的作业。随着顶驱钻井装置的不断成熟运用，顶驱下套管装置也逐渐被采用，其代替了目前国内外钻井广泛使用的液压套管钳、灌泥浆工具等下套管设备，充分发挥了顶驱的优越性，可以提供旋转套管及循环泥浆的能力，从而提高了下套管作业的效率和固井质量。
[0003]顶驱下套管装置在实际应用中，要求其能承受相当的轴向载荷和扭矩。上述负载均由套管管柱提供，其中轴向载荷主要来源于套管管柱自重，扭矩主要来源于套管管柱与井壁的摩擦和旋转动力要求，同时还要求其在承受上述负载的情况下旋转，达到一定转速。为了确保能够上述要求，顶驱下套管装置必须经过型式试验，逐项验证其功能和性能。因此，开发相应工装来模拟实际工况对顶驱下套管装置进行试验是十分必要的。
技术实现思路
[0004]本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，安装于试验钻机上，用于试验顶驱下套管装置，包括：
[0006]转动装置，其包括转动座和转动轴，所述转动座与试验钻机的转盘梁固定连接，所述转动轴的一端与所述转动座转动连接且所述转动轴与所述转动座为竖向相对固定设置；
[0007]制动装置，其包括制动元件和制动轴，所述制动轴的一端与所述转动轴固定连接，其另一端与所述顶驱下套管装置固定连接，以接受所述顶驱下套管施加的轴向载荷和扭矩；所述制动元件向所述制动轴提供反向扭矩。
[0008]优选的是，还包括承载装置，其包括：
[0009]承载梁，其与所述转盘梁垂直设置，且与所述转盘梁固定连接；
[0010]连接轴，其一端与所述承载梁固定连接，其另一端与所述转动座底部螺纹连接。
[0011]优选的是，所述转动装置还包括轴承组，所述转动轴与所述转动座连接的一端设置有第一台肩并恰好卡设于所述轴承组内；所述转动座上端面上开设有可容纳所述轴承组和所述第一台肩的凹槽，所述轴承组与所述凹槽内壁和所述转动轴之间均为过渡配合。
[0012]优选的是，所述转动装置还包括端盖，所述端盖套设在所述转动轴上，且与所述转动座的上端面固定连接，所述轴承组的上端面和下端面分别与所述端盖的底面和所述凹槽的底面相抵接。
[0013]优选的是，所述制动元件为制动器，所述制动器中心设置有通孔，所述通孔内壁上
设置有键槽，所述制动轴上固定连接有与所述键槽相配合的连接键。
[0014]优选的是，所述制动轴上紧挨所述连接键上端面处固定套设有限位环，所述制动器上端面上开设有可容纳所述限位环的上凹槽，所述上凹槽与所述通孔连通；所述制动轴上紧挨所述连接键下端面处设置有第二台肩，所述制动器下端面上开设有可容纳所述第二台肩的下凹槽，所述下凹槽与所述通孔连通。
[0015]优选的是，所述制动装置还包括上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖均套设在所述制动轴上，且分别与所述制动器的上端面和下端面固定连接。
[0016]优选的是，所述制动器为气动制动器，所述制动器上设置有控制元件，以调节所述制动器的制动气压。
[0017]优选的是，所述制动装置还包括安装架，其为框架结构，所述安装架设置在所述转盘梁上，所述制动器设置在所述安装架上。
[0018]优选的是，所述制动轴与所述转动轴同轴连接，所述连接轴与所述转动轴的轴线重合。
[0019]本技术至少包括以下有益效果：
[0020]1、本技术提供的一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，实现了对顶驱下套管装置实际工况的负载模拟，以验证顶驱下套管装置在实际工况中在轴向载荷和扭矩作用下的表现；
[0021]2、本技术提供的一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，无须对试验钻机进行任何修改，将所述试验装置安装在试验钻机的转盘梁上，与顶驱装置相配合即可实现模拟工况；
[0022]3、本技术提供的一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，采用制动器对顶驱小套管装置提供方向扭矩，可通过制动器对扭矩输出进行控制，实现扭矩载荷的精确试验。
[0023]本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0024]图1为本技术一实施例中所述试验装置的结构示意图；
[0025]图2为图1的A
‑
A向剖视图；
[0026]图3为本技术上述实施例中所述试验装置的俯视图；
[0027]图4为本技术上述实施例中所述转动装置的结构示意图；
[0028]图5为本技术上述实施例中所述制动装置的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0030]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示
的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0031]如图1～图2所示，本技术提供一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，安装于试验钻机上，用于试验顶驱下套管装置，包括：
[0032]转动装置2，其包括转动座24和转动轴21，所述转动座24与试验钻机的转盘梁4固定连接，所述转动轴21的一端与所述转动座24转动连接且所述转动轴21与所述转动座24为竖向相对固定设置；
[0033]制动装置1，其包括制动元件14和制动轴11，所述制动轴11的一端与所述转动轴21固定连接，其另一端与所述顶驱下套管装置固定连接，以接受所述顶驱下套管施加的轴向载荷和扭矩；所述制动元件14向所述制动轴11提供反向扭矩。
[0034]在这种技术方案中，所述制动轴11远离所述转动轴21的一端与试验套管螺纹连接，试验套管由顶驱下套管装置夹持，所述试验装置安装于试验钻机转盘梁4上。当顶驱上行时，顶驱下套管装置夹持着试验套管上行，但由于试验套管已经与所述制动轴11相连，所述制动轴11与所述转动轴21固定连接，所述转动轴21与所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，安装于试验钻机上，用于试验顶驱下套管装置，其特征在于，包括：转动装置，其包括转动座和转动轴，所述转动座与试验钻机的转盘梁固定连接，所述转动轴的一端与所述转动座转动连接且所述转动轴与所述转动座为竖向相对固定设置；制动装置，其包括制动元件和制动轴，所述制动轴的一端与所述转动轴固定连接，其另一端与所述顶驱下套管装置固定连接，以接受所述顶驱下套管施加的轴向载荷和扭矩；所述制动元件向所述制动轴提供反向扭矩。2.如权利要求1所述的可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，其特征在于，还包括承载装置，其包括：承载梁，其与所述转盘梁垂直设置，且与所述转盘梁固定连接；连接轴，其一端与所述承载梁固定连接，其另一端与所述转动座底部螺纹连接。3.如权利要求1所述的可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，其特征在于，所述转动装置还包括轴承组，所述转动轴与所述转动座连接的一端设置有第一台肩并恰好卡设于所述轴承组内；所述转动座上端面上开设有可容纳所述轴承组和所述第一台肩的凹槽，所述轴承组与所述凹槽内壁和所述转动轴之间均为过渡配合。4.如权利要求3所述的可实现轴向载荷和扭矩加载的试验装置，其特征在于，所述转动装置还包括端盖，所述端盖套设在所述转动轴上，且与所述转动座的上端面固定连接，所述轴承组的上端面和下端面分别与所述端盖的底面和所述凹槽的底面相抵接。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡，黎爱军，李文权，田红平，杜勇，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司研究院，
类型：新型
国别省市：
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