一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置及测试方法与流程

1.本发明属于石油机械设备试验技术领域，涉及一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，还涉及一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法。


背景技术：

2.隔水管张紧环是隔水管系统的关键装备，其主要用于承受整个隔水管管柱重量并最终将载荷传递到隔水管张紧器。根据api 16f船用钻井提升设备规范中的要求，张紧环需要在至少4个轴向拉力载荷条件下进行转动启动和转动过程中的扭矩测试，测试要求在各张力载荷下，以每分钟2
°
～4
°
将张紧环旋转360
°
，在规定的转动位置测试隔水管张紧环在各张力载荷下的最大和平均扭矩。此项测试是用于验证隔水管张紧环结构是否满足设计要求的重要环节，因此急需一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置及测试方法，利用现有石油钻机设备实现降本、高效完成现场测试的目的。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，能够满足隔水管张紧环在承受轴向拉力载荷的同时进行旋转力矩测试。
4.本发明的另一目的是提供一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法。
5.本发明所采用的第一种技术方案是，一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，用于测试隔水管张紧环的转矩，隔水管张紧环包括可相对转动的张紧环本体和承压环，包括石油钻机用转盘和试验井架，石油钻机用转盘输入端与驱动电机连接，且石油钻机用转盘输入端与驱动电机之间设置有扭矩传感器，石油钻机用转盘上固定有支撑座，隔水管张紧环的承压环与支撑座固定连接，隔水管张紧环的张紧环本体与试验井架固定连接，石油钻机用转盘下方设置有承载底梁，承载底梁上固定连接有加载油缸，加载油缸穿过石油钻机用转盘，且加载油缸的活塞与隔水管张紧环的承压环固定连接。
6.本发明第一种技术方案的特点还在于，
7.隔水管张紧环的承压环与支撑座通过不少于四组耳座固定连接。
8.加载油缸的活塞与隔水管张紧环的承压环通过分体式压板固定连接为一体。
9.试验井架固定于地面，试验井架上部与隔水管张紧环的张紧环本体固定连接。
10.本发明所采用的第二种技术方案是，一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法，应用本发明的隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置进行测试，具体包括：
11.控制加载油缸活塞回缩，通过分体式压板对被试产品隔水管张紧环的张紧环本体施加垂直载荷，与此同时，运行驱动电机带动石油钻机用转盘转动，石油钻机用转盘通过支撑座带动被试产品隔水管张紧环的承压环进行转动，此过程中，在目标测试位置，扭矩传感器检测并输出转矩，直到完成目标测试位置的转矩数据采集，隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试完成。
12.本发明的有益效果是：
13.本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，结构简单，使用方便；有效利用了现有石油钻机设备配套工装，实现隔水管张紧环的静载旋转复合力矩测试，实施便捷，安全可靠，测试准确有效。
14.本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法，能有效模拟产品现场使用工况，测试准确度高，为产品性能测试提供可靠保障。
附图说明
15.图1为本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置的主视图；
16.图2为本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置的左视图。
17.图中，1.支撑座，2.石油钻机用转盘，3.分体式压板，4.加载油缸，5.试验井架，6.扭矩传感器，7.驱动电机，8.承载底梁，9被试产品隔水管张紧环。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
19.本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，用于测试隔水管张紧环的转矩，隔水管张紧环包括可相对转动的张紧环本体和承压环，如图1-2所示，包括石油钻机用转盘2和试验井架5，试验井架5固定于地面，石油钻机用转盘2输入端与驱动电机7连接，石油钻机用转盘2包括转盘本体和齿轮传动结构，齿轮传动结构将驱动电机7传入的转动方向转换后使转盘本体水平旋转，且石油钻机用转盘2输入端与驱动电机7之间设置有扭矩传感器6，扭矩传感器6用于旋转力矩的测试和输出，石油钻机用转盘2上固定有支撑座1，隔水管张紧环的承压环与支撑座1通过不少于四组耳座固定连接，隔水管张紧环的张紧环本体与试验井架5上部固定连接，试验井架5起到固定的作用，石油钻机用转盘2下方设置有承载底梁8，承载底梁8上固定连接有加载油缸4，加载油缸4穿过石油钻机用转盘2，且加载油缸4的活塞与隔水管张紧环的承压环通过分体式压板3固定连接为一体，加载油缸4回缩可提供垂直向下的加载载荷。
20.通过上述内容可知，本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，能够满足隔水管张紧环在承受轴向拉力载荷的同时进行旋转力矩测试。
21.本发明一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置的主要部件作用如下：
22.一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法，应用本发明的隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置进行测试，具体包括：
23.控制加载油缸4活塞回缩，通过分体式压板3对被试产品隔水管张紧环9的张紧环本体施加垂直载荷，与此同时，运行驱动电机7带动石油钻机用转盘2转动，石油钻机用转盘2通过支撑座1带动被试产品隔水管张紧环9的承压环进行转动，此过程中，在目标测试位置，扭矩传感器6检测并输出转矩，直到完成目标测试位置的转矩数据采集，隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试完成。


技术特征：
1.一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，用于测试隔水管张紧环的转矩，所述隔水管张紧环包括可相对转动的张紧环本体和承压环，其特征在于，包括石油钻机用转盘(2)和试验井架(5)，所述石油钻机用转盘(2)输入端与驱动电机(7)连接，且所述石油钻机用转盘(2)输入端与驱动电机(7)之间设置有扭矩传感器(6)，所述石油钻机用转盘(2)上固定有支撑座(1)，所述隔水管张紧环的承压环与支撑座(1)固定连接，所述隔水管张紧环的张紧环本体与试验井架(5)固定连接，所述石油钻机用转盘(2)下方设置有承载底梁(8)，所述承载底梁(8)上固定连接有加载油缸(4)，所述加载油缸(4)穿过石油钻机用转盘(2)，且所述加载油缸(4)的活塞与隔水管张紧环的承压环固定连接。2.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，其特征在于，所述隔水管张紧环的承压环与支撑座(1)通过不少于四组耳座固定连接。3.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，其特征在于，所述加载油缸(4)的活塞与隔水管张紧环的承压环通过分体式压板(3)固定连接为一体。4.根据权利要求1所述的一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，其特征在于，所述试验井架(5)固定于地面，所述试验井架(5)上部与隔水管张紧环的张紧环本体固定连接。5.一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法，应用如权利要求1所述的隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置进行测试，其特征在于，具体包括：控制加载油缸(4)活塞回缩，通过分体式压板(3)对被试产品隔水管张紧环(9)的张紧环本体施加垂直载荷，与此同时，运行驱动电机(7)带动石油钻机用转盘(2)转动，石油钻机用转盘(2)通过支撑座(1)带动被试产品隔水管张紧环(9)的承压环进行转动，此过程中，在目标测试位置，扭矩传感器(6)检测并输出转矩，直到完成目标测试位置的转矩数据采集，隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试完成。

技术总结
本发明公开了一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试装置，包括石油钻机用转盘、试验井架、驱动电机、扭矩传感器、支撑座，石油钻机用转盘下方设置有承载底梁，承载底梁上固定连接有加载油缸，加载油缸的活塞与隔水管张紧环的承压环固定连接，本发明能够满足隔水管张紧环在承受轴向拉力载荷的同时进行旋转力矩测试。本发明还公开了一种隔水管张紧环静载旋转复合力矩测试方法，具体包括加载油缸活塞杆回缩，其拉力通过分体式压板作用于隔水管张紧环本体上，驱动电机使石油钻机转盘带动张紧环承压环按照规定转速转动，利用扭矩传感器对旋转扭矩进行输出，达到静载状态下相应位置旋转扭矩测试的目的。矩测试的目的。矩测试的目的。


技术研发人员：李淑芳 陈叶 卫才俊 王耀峰 罗强 孙艳超 高超杰
受保护的技术使用者：宝鸡石油机械有限责任公司 中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2023/2/2