CN113686374B - 一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置,包括底板和旋转模拟单元；底板上表面四角分别设置有伸缩杆，伸缩杆的顶端设置有操作台，操作台的上表面设置有安装板和控制器，安装板上设置有安装座，两个安装座之间转动连接有转筒，伸缩杆输入端电连接控制器的输出端，控制器的输入端电连接外部电源的输出端；旋转模拟单元包括连接轴、安装架、回流管、料箱、水泵、进料管和动力组件，连接轴共两个且分别转动连接安装板，连接轴连接有动力组件。该装置能够对传感器进行真实环境下的模拟测试，使得收集到的数据具有代表性，可以对传感器进行有效测试。

Description

一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置

技术领域

本发明涉及随钻测井技术领域，具体为一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置。

背景技术

在地质勘探领域，尤其是油气勘探过程中多采用随钻测量技术，即在钻头后安装随钻测量设备，以实时测得钻头周边地层的地质参数并识别具有工业开采价值的复杂油、气层，使钻头及时停止在所需储层内，同时监测钻头的位置、钻井轨迹、井斜、井径及振动参数等，以实现实时定位和及时纠偏。

随钻测井仪器在使用时一般振动较大，会对传感器的性能产生影响，因此，传感器在出厂前需要对其进行测试以确保实际应用的准确性与可靠性。现有技术中，在对传感器进行测试时，只对传感器平稳旋转状态进行测试，测试的结果不具有参考性，无法对传感器状态进行有效测试。为此，提出一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，能够对传感器进行真实环境下的模拟，使收集到的数据具有代表性，可以对传感器进行有效测试以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，包括底板和旋转模拟单元；

所述底板的上表面四角分别设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有操作台，所述操作台的上表面设置有安装板和控制器，所述安装板上设置有安装座，两个所述安装座之间转动连接有转筒；所述伸缩杆电连接至所述控制器，所述控制器电连接至外部电源；

所述旋转模拟单元包括连接轴、安装架、回流管、料箱、水泵、进料管和动力组件，所述连接轴共两个且分别通过所述动力组件驱动转动连接至所述安装板，两个所述连接轴之间设置有安装架，所述安装架设置在转筒内且固定连接至所述转筒的内壁，所述安装架的两端均设置有平衡块；所述料箱和水泵均设置在操作台的上表面且所述水泵电连接至所述控制器，所述料箱的出料口连接水泵的进料口，所述水泵的出料口通过所述进料管连通至所述安装座的进料口，所述料箱通过所述回流管连通至所述安装座出料口。

本装置通过整体设置在底板上，通过伸缩杆对操作台进行支撑，把传感器固定到安装架上，调节平衡块以使安装架处于平衡状态，再把转筒安装到安装座上，通过螺栓对安装板进行固定，从而对转筒进行固定，通过动力组件带动连接轴转动，连接轴带动转筒转动，从而使传感器进行转动测试；同时，通过水泵把料箱中的水抽出，通过进料管把水输送进转筒内，模拟实际工作时不同压力下传感器的工作状态，转筒内的水通过回流管重新流入到料箱中，传感器把测试的结果传输至控制器。

进一步的，所述动力组件包括电机安装板和电连接至所述控制器的旋转电机，所述电机安装板设置在安装板上，所述电机安装板上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接至连接轴，通过控制器控制旋转电机工作，旋转电机带动连接轴转动。

进一步的，还包括震动单元，所述震动单元包括震动电机、安装块、支撑板、转轴、顶块和转盘，所述支撑板共两个且均设置在底板的上表面，两个支撑板上转动连接有转轴，所述转轴的一端连接有电连接至控制器的震动电机，所述震动电机设置在安装块上，所述安装块设置在底板的侧面，所述转轴位于两个支撑板之间的部分上设置有转盘，所述转盘上设置有顶块，通过控制器控制震动电机工作并带动转轴转动，转轴带动转盘转动以带动顶块转动，通过顶块对操作台进行敲击，模拟工作时震动和受力的情况。

进一步的，还包括电连接至所述控制器的压力传感器，所述压力传感器共两个且分别设置在两个连接轴上，通过传感器对转筒内的压力进行测量及调整，进行不同压力下的测试，同时把测量的结果从传输至控制器中。

进一步的，还包括位移传感器，所述位移传感器设置在转筒的外表面，位移传感器的输出端电连接控制器的输入端，通过位移传感器对转筒转动的圈数和距离进行测量，并把结果传输至控制器中。

进一步的，还包括支柱和底座，所述支柱分别设置在底板的下表面四角，支柱的下端连接至底座，通过支柱对底板进行支撑，通过底座提高支柱支撑时的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过带动转筒转动，转筒带动传感器进行转动，测量转动时传感器的工作状态，通过水泵往转筒内输送水，从而改变转筒中的压力，从而对传感器在不同压力下的工作状态；

2、通过震动电机带动转轴转动，转轴带动转盘转动转动，通过转盘上的顶块对操作台进行敲击，使得传感器持续受到震动，使得传感器能够在不同的震动状态下进行测试，使得传感器测试数据更全面，提高了传感器测试的准确度；

3、该传感器测试装置整体结构简单，测试结果准确度高，可以对传感器进行全面有效测试。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明俯视局部剖面结构示意图。

图中：1.底板、2.旋转模拟单元、21.电机安装板、22.旋转电机、23.连接轴、24.安装架、25.回流管、26.料箱、27.水泵、28.进料管、3.震动单元、31.震动电机、32.安装块、33.支撑板、34.转轴、35.顶块、36.转盘、4.安装板、5.安装座、6.转筒、7.压力传感器、8.平衡块、9.控制器、10.位移传感器、11.操作台、12.伸缩杆、13.支柱、14.底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，本实施例提供的模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，包括底板1和旋转模拟单元2；底板1的上表面四角分别设置有伸缩杆12，伸缩杆12的顶端设置有操作台11，操作台11的上表面设置有安装板4和控制器9，安装板4上设置有安装座5，两个安装座5之间转动连接有转筒6，伸缩杆12输入端电连接控制器9的输出端，控制器9的输入端电连接外部电源的输出端。

其中：旋转模拟单元2包括连接轴23、安装架24、回流管25、料箱26、水泵27、进料管28和动力组件；动力组件包括电机安装板21和旋转电机22，电机安装板21设置在安装板4上，电机安装板21上设置有旋转电机22，旋转电机22的输出轴连接至连接轴23，旋转电机22的输入端电连接控制器9的输出端，通过控制器9控制旋转电机22工作，旋转电机22带动连接轴23转动；连接轴23共两个且分别通过动力组件驱动转动连接安装板4，两个连接轴23之间设置有安装架24，安装架24设置在转筒6内并固定连接转筒6的内壁，安装架24的两端设置有平衡块8；料箱26和水泵27均设置在操作台11的上表面且水泵27的输入端电连接控制器9的输出端，料箱26的出料口连接水泵27的进料口，水泵27的出料口通过进料管28连通至安装座5的进料口，料箱26通过回流管25连通至安装座5的出料口。

其中：还包括震动单元3，震动单元3包括震动电机31、安装块32、支撑板33、转轴34、顶块35和转盘36，支撑板33共两个且均设置在底板1的上表面，两个支撑板33上转动连接有转轴34，转轴34的一端连接有震动电机31，震动电机31设置在安装块32上，安装块32设置在底板1的侧面，转轴34位于两个支撑板33之间的部分上设置有转盘36，转盘36上设置有顶块35，震动电机31的输入端电连接控制器9的输出端。

还包括压力传感器7及位移传感器10，压力传感器7共两个且分别设置在两个连接轴23上，位移传感器10设置在转筒6的外表面，压力传感器7及位移传感器10的输出端均电连接至控制器9的输入端；还包括设置在底板1下表面四角的支柱13及连接至支柱13另一端的底座14。

本发明提供的工作原理如下：

首先把待测试的传感器固定到安装架24上，调节平衡块8使安装架24处于平衡状态，把转筒6安装到安装座5上，通过螺栓对安装板4进行固定，从而对转筒6进行固定；

测试时，通过控制器9控制旋转电机22带动连接轴23转动，连接轴23带动转筒6转动，从而使得传感器进行转动状态下的测试，通过位移传感器10对转筒6转动的圈数和距离进行测量，并把结果传输至控制器9中；

通过控制器9控制水泵27把料箱26中的水抽出，通过进料管28把水输送进转筒6内，转筒6内的水通过回流管25重新流入到料箱26中，通过传感器7对转筒6内的压力进行测量，并进行调整，调整转筒6中水流的大小，从而进行不同压力下的测试，同时把测试的结果从传输至控制器9中；

通过控制器9控制震动电机31带动转轴34转动，转轴34带动转盘36转动，转盘36带动顶块35转动，通过顶块35对操作台11进行敲击，模拟工作时震动和受力的情况，传感器把测试的结果传输进控制器9中。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，其特征在于：包括底板(1)和旋转模拟单元(2)；

所述底板(1)的上表面四角分别设置有伸缩杆(12)，所述伸缩杆(12)的顶端设置有操作台(11)，所述操作台(11)的上表面设置有控制器(9)和两个对称安装的安装板(4)，两个所述安装板(4)的相对内侧均设置有安装座(5)，两个所述安装座(5)之间转动连接有转筒(6)；所述伸缩杆(12)电连接至所述控制器(9)，所述控制器(9)电连接至外部电源；

所述旋转模拟单元(2)包括连接轴(23)、安装架(24)、回流管(25)、料箱(26)、水泵(27)、进料管(28)和动力组件；所述连接轴(23)共两个且分别由所述动力组件驱动转动连接至所述安装板(4)，两个所述连接轴(23)之间设置有安装架(24)，所述安装架(24)设置在所述转筒(6)内并固定连接至所述转筒(6)的内壁，所述安装架(24)的两端均设置有平衡块(8)；

所述料箱(26)和水泵(27)均设置在所述操作台(11)的上表面且所述水泵(27)电连接至所述控制器(9)，所述料箱(26)的出料口连接至所述水泵(27)的进料口，所述水泵(27)的出料口通过所述进料管(28)连通至所述安装座(5)的进料口，所述料箱(26)的进料口通过所述回流管(25)连通至所述安装座(5)的出料口；还包括电连接至所述控制器(9)的压力传感器(7)，所述压力传感器(7)共两个且分别设置在两个所述连接轴(23)上；

还包括震动单元(3)，所述震动单元(3)包括震动电机(31)、安装块(32)、支撑板(33)、转轴(34)、顶块(35)和转盘(36)；所述支撑板(33)共两个且均设置在所述底板(1)的上表面，两个所述支撑板(33)上转动连接有转轴(34)，所述转轴(34)的一端连接有电连接至所述控制器(9)的震动电机(31)，所述震动电机(31)设置在安装块(32)上，所述安装块(32)设置在底板(1)的侧面，所述转轴(34)位于两个所述支撑板(33)之间的部分设置有转盘(36)，所述转盘(36)上设置有顶块(35)；

还包括电连接至所述控制器(9)的位移传感器(10)，所述位移传感器(10)设置在所述转筒(6)的外表面。

2.根据权利要求1所述的一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，其特征在于：所述动力组件包括电机安装板(21)和电连接至所述控制器(9)的旋转电机(22)，所述电机安装板(21)设置在所述安装板(4)上，所述旋转电机(22)设置在所述电机安装板(21)上且所述旋转电机(22)的输出轴连接至所述连接轴(23)。

3.根据权利要求1所述的一种模拟钻井高频震动旋转的传感器测试装置，其特征在于：还包括支柱(13)和底座(14)，所述支柱(13)分别设置在底板(1)的下表面四角，所述支柱(13)的下端连接至所述底座(14)。