RU2477850C1

RU2477850C1 - Loading test bench for hydraulic bottomhole motor

Info

Publication number: RU2477850C1
Application number: RU2011143995/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Олехов; Александр Сергеевич Гречухин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПОЗИТРОН"
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-03-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device includes frame 2, powder brake 3, kinematic chain A between outlet shaft of HBM 1 and rotor 4 of powder brake 3, hydraulic baffle plate 5, monitoring and testing unit 6 and date control and processing unit 7. Kinematic chain A is made in the form of gear-type conical multiplier 8 with coupling clutches 9, 10 in connections of its shafts 11 and 12 with outlet shaft B of HBM 1 and rotor 4 of powder brake 3. Hydraulic baffle plate 5 is made on cover plate 13 of multiplier 8 in the form of an annular reservoir enclosing with seal 14 the lower part of housing B of HBM 1.

EFFECT: improving accuracy and enlarging the HBM loading range at testing, and possibility of stand-alone use.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и используется при обкатке и испытаниях гидравлических забойных двигателей.The invention relates to the field of mechanical engineering and is used in running and testing hydraulic downhole motors.

Известно нагрузочное устройство для тестирования гидравлического забойного двигателя (ГЗД), содержащее станину, порошковый тормоз, кинематическую цепочку между выходным валом ГЗД и ротором порошкового тормоза, гидроотбойник, контрольно-измерительный блок и блок управления и обработки данных - патент RU №2410662 C2 на изобретение «Стенд для обкатки и испытаний гидравлических забойных двигателей», опубликовано 27.01.2011.Known load device for testing a downhole hydraulic motor (HLD), containing a bed, a powder brake, a kinematic chain between the output shaft of the HLD and the powder brake rotor, a hydraulic pickup, a control and measuring unit and a control and data processing unit - patent RU No. 2410662 C2 for the invention Stand for running in and testing hydraulic downhole motors ”, published on 01/27/2011.

По своим признакам и достигаемому результату это нагрузочное устройство наиболее близко к заявляемому и принято за прототип.According to its characteristics and the achieved result, this load device is closest to the claimed one and is taken as a prototype.

Известное нагрузочное устройство является стационарной составной частью названного стенда, монтируется отдельными узлами на общем основании (станине) стенда с узлами крепления ГЗД, расположенными в горизонтальной плоскости на одной оси с порошковым тормозом. Эксплуатация известного нагрузочного устройства ведется в специализированном испытательном цехе.The known load device is a stationary component of the named stand, mounted by individual nodes on a common base (bed) of the stand with the mounting units of the hydraulic drive located in the horizontal plane on the same axis with the powder brake. The operation of the known load device is carried out in a specialized testing workshop.

Недостаток такого нагрузочного устройства заключается в малой точности, узости диапазона нагружения ГЗД и невозможности его автономного использования.The disadvantage of such a loading device is its low accuracy, the narrowness of the loading range of the hydraulic drive and the impossibility of its autonomous use.

Технический результат от использования предлагаемого нагрузочного устройства заключается в повышении точности, расширении диапазона нагружения ГЗД при тестировании и возможности автономного (вне стенда) использования.The technical result from the use of the proposed load device is to increase accuracy, expand the range of loading of the hydraulic drive during testing and the possibility of autonomous (outside the stand) use.

Названный технический результат достигается тем, что в нагрузочном устройстве для тестирования ГЗД, содержащем станину, порошковый тормоз, кинематическую цепочку между выходным валом ГЗД и ротором порошкового тормоза, гидроотбойник, контрольно-измерительный блок и блок управления и обработки данных, согласно изобретению кинематическая цепочка выполнена в виде шестеренного конического мультипликатора со сцепными муфтами в соединениях его валов с выходным валом ГЗД и ротором порошкового тормоза, а гидроотбойник выполнен на крышке мультипликатора в виде кольцевого резервуара, охватывающего с уплотнением нижнюю часть корпуса ГЗД.The named technical result is achieved by the fact that in the loading device for testing the hydraulic valve, containing a bed, a powder brake, a kinematic chain between the output shaft of the hydraulic valve and the powder brake rotor, a hydraulic pickup, a control and measuring unit and a control and data processing unit, according to the invention, the kinematic chain is made in the form of a gear conic multiplier with couplers in the joints of its shafts with the output shaft of the hydraulic drive and the powder brake rotor, and the hydraulic pickoff is made on the cover of the mule replicator in the form of an annular reservoir, covering with the seal the lower part of the housing of the hydraulic valve.

Изобретение поясняется нижеприведенным описанием со ссылкой на прилагаемый чертеж, где тонкими линиями показан ГЗД и используемые вместе с нагрузочным устройством агрегаты одной из буровых установок.The invention is illustrated in the description below with reference to the accompanying drawing, where the thin-line lines show the hydraulic manifold and the units of one of the drilling rigs used together with the loading device.

Нагрузочное устройство для тестирования ГЗД1 содержит станину 2, порошковый тормоз 3, кинематическую цепочку А между выходным валом Б ГЗД1 и ротором 4 порошкового тормоза 3, гидроотбойник 5, контрольно-измерительный блок 6 и блок управления и обработки данных 7.The load testing device GZD1 contains a frame 2, a powder brake 3, a kinematic chain A between the output shaft B of the GZD1 and the rotor 4 of the powder brake 3, a hydraulic pickup 5, a control and measuring unit 6 and a control and data processing unit 7.

Кинематическая цепочка А выполнена в виде шестеренного конического мультипликатора 8 со сцепными муфтами 9, 10 в соединениях его валов соответственно 11 и 12 с выходным валом Б ГЗД1 и ротором 4 порошкового тормоза 3, а гидроотбойник 5 выполнен на крышке 13 мультипликатора 8 в виде кольцевого резервуара, охватывающего с уплотнением 14 нижнюю часть корпуса В ГЗД1.Kinematic chain A is made in the form of a gear conical multiplier 8 with coupling couplings 9, 10 in the joints of its shafts 11 and 12, respectively, with the output shaft B GZD1 and the rotor 4 of the powder brake 3, and the hydraulic pickup 5 is made on the cover 13 of the multiplier 8 in the form of an annular reservoir, covering with a seal 14 the lower part of the housing In GZD1.

Сцепная муфта 9 между выходным валом Б ГЗД1 и входным валом 11 мультипликатора 8 может быть выполнена, например, в виде штатного долота 15 ГЗД1 и сопряженной с ним полумуфтой 16 (на чертеже показано слева от оси ГЗД1; справа от оси показано исполнение с обыкновенной кулачковой муфтой), закрепленной на входном валу 11 мультипликатора 8.The coupling sleeve 9 between the output shaft B of ГЗД1 and the input shaft 11 of the multiplier 8 can be made, for example, in the form of a standard bit 15 ГЗД1 and its coupling half 16 (shown in the drawing to the left of the axis of ГЗД1; to the right of the axis shows the version with an ordinary cam coupling ) mounted on the input shaft 11 of the multiplier 8.

При подготовке к работе нагрузочное устройство в сборе на станине 2 перевозят, например, на буровую, тестирование ГЗД1 которой требуется выполнить.In preparation for operation, the complete load device on the bed 2 is transported, for example, to a drilling rig, the testing of which is required to be carried out.

Нагрузочное устройство закрепляют станиной 2, например, на роторном столе Г буровой установки 17. Затем подлежащий тестированию ГЗД1 устанавливают в отвесном положении выходным валом Б на входном валу 11 мультипликатора 8 посредством сцепной муфты 9 и закрепляют с использованием бурового ключа 18 буровой установки 17. После чего на верхнем конце ГЗД1 закрепляют переводник 19 с датчиками давления и расхода рабочей жидкости контрольно-измерительного блока 6 и соединяют переводник 19 с напорной магистралью 20 насосной станции 21 буровой установки 17.The load device is secured by a bed 2, for example, on the rotary table G of the drilling rig 17. Then, the test valve GD1 is mounted in a vertical position by the output shaft B on the input shaft 11 of the multiplier 8 by means of the coupling 9 and fixed using the drill key 18 of the drilling rig 17. Then at the upper end of HLD1, a sub 19 is fixed with pressure and flow rate sensors of the control and measuring unit 6 and the sub 19 is connected to the pressure line 20 of the pump station 21 of the drilling rig 17.

При работе нагрузочного устройства поток рабочей жидкости от насосной станции 21 под давлением подается через переводник 19 в ГЗД1, и через его выходной вал Б, сцепную муфту 9 приводит во вращение мультипликатор 8, и от его выходного вала 12 через сцепную муфту 10 - ротор 4 порошкового тормоза 3 (что обеспечивает вращение ротора порошкового тормоза с оборотами, превышающими обороты выходного вала ГЗД пропорционально передаточному числу мультипликатора).When the load device is operating, the flow of the working fluid from the pumping station 21 under pressure is supplied through the sub 19 to the hydraulic valve 1, and through its output shaft B, the coupling 9 drives the multiplier 8, and from its output shaft 12 through the coupling 10 the powder rotor 4 brakes 3 (which provides rotation of the powder brake rotor with revolutions exceeding the revolutions of the output shaft of the hydraulic brake in proportion to the gear ratio of the multiplier).

При включении на порошковом тормозе 3 нагрузочного момента величина последнего оказывается меньше, чем на порошковом тормозе прототипа, что позволило повысить точность и расширить диапазон нагружения ГЗД1.When the load moment 3 is activated on the powder brake 3, the value of the latter turns out to be less than on the powder brake of the prototype, which made it possible to increase the accuracy and expand the load range of GZD1.

В процессе эксплуатации нагрузочного устройства поток рабочей жидкости, поступающий под давлением в ГЗД1, выходит из него в гидроотбойник 5, от которого отводится (показано стрелками), например, в канализацию (что позволило в совокупности с вышеописанными свойствами нагрузочного устройства использовать его в качестве автономного - пригодного к применению, например, на любой буровой).During operation of the loading device, the flow of the working fluid flowing under pressure into the gas-distributing unit 1 exits from it into the hydraulic pickup 5, from which it is diverted (shown by arrows), for example, to the sewer (which, in combination with the above-described properties of the loading device, can be used as an autonomous one - suitable for use, for example, at any drilling site).

При эксплуатации нагрузочного устройства все контролируемые параметры: давление и расход рабочей жидкости на входе ГЗД1, число оборотов и момент нагружения ротора 4 порошкового тормоза 3 контролируются контрольно-измерительным блоком 6, а управление работой нагрузочного устройства и документирование процесса тестирования ГЗД1 осуществляется блоком управления и обработки данных 7.During operation of the loading device, all controlled parameters: pressure and flow rate of the working fluid at the inlet of ГЗД1, the number of revolutions and the moment of loading of the rotor 4 of the powder brake 3 are controlled by the control and measuring unit 6, and the work of the loading device and the documentation of the testing process of ГЗД1 are carried out by the control and data processing unit 7.

Выполнение нагрузочного устройства по изобретению позволяет комплектовать им действующие буровые установки.The implementation of the load device according to the invention allows them to complete existing drilling rigs.

Нагрузочное устройство по сравнению с прототипом характеризуется повышенной точностью и расширенным диапазоном нагружения ГЗД при тестировании и возможностью автономного его использования.Compared to the prototype, the loading device is characterized by increased accuracy and an expanded range of loading of the hydraulic drive during testing and the possibility of its autonomous use.

Claims

Нагрузочное устройство для тестирования гидравлического забойного двигателя (ГЗД), содержащее станину, порошковый тормоз, кинематическую цепочку между выходным валом ГЗД и ротором порошкового тормоза, гидроотбойник, контрольно-измерительный блок и блок управления и обработки данных, отличающееся тем, что кинематическая цепочка выполнена в виде шестеренного конического мультипликатора со сцепными муфтами в соединениях его валов с выходным валом ГЗД и ротором порошкового тормоза, а гидроотбойник выполнен на крышке мультипликатора в виде кольцевого резервуара, охватывающего с уплотнением нижнюю часть корпуса ГЗД. A loading device for testing a downhole hydraulic motor (HCP), comprising a bed, a powder brake, a kinematic chain between the output shaft of the HCP and the powder brake rotor, a hydraulic pickup, a control and measuring unit and a control and data processing unit, characterized in that the kinematic chain is made in the form gear conical multiplier with couplers in the joints of its shafts with the output shaft of the hydraulic drive and the powder brake rotor, and the hydraulic pickoff is made on the cover of the multiplier in de ring bowl, covering with a seal the lower part of the body HDDM.