[发明专利]一种测试旋转控制头工作性能的试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种测试旋转控制头工作性能的试验装置，包括试验台架(2)、设置于试验台架(2)顶部的电机(6)、与电机(6)连接的减速器(3)、连接于减速器(3)上的六方钻杆(4)、与六方钻杆(4)连接的旋转控制头(7)，其特征在于：所述电机(6)与减速器(3)之间连接有扭矩传感器(5)，所述旋转控制头(7)通过设置于基座(8)上且可相对于基座(8)移动的法兰与手动试压泵(12)连接，所述旋转控制头(7)上连接有冷却润滑装置(1)与温度传感器(9)，所述温度传感器(9)和扭矩传感器(5)均与数据采集器(11)连接，所述数据采集器(11)与数据显示装置(10)连接。

2.如权利要求1所述的测试旋转控制头的试验装置，其特征在于：所述温度传感器(9)为铂热电阻温度感应器。

3.一种采用权利要求1所述的测试旋转控制头工作性能的试验装置测试旋转控制头工作性能的试验方法，其特征在于：它通过以下步骤来实现：

1)组装测试旋转控制头(7)的各试验装置部件，记录初始数据；

2)壳体静压试验，将旋转控制头(7)固定安装于底座(8)上，安装试压塞，控制手动试压泵(12)向旋转控制头(7)加压至静水压强度试验值，稳压10min后，观察压降情况并记录压力值，泄压后取出试压塞；

3)额定静压试验，安装旋转总成，将六方钻杆(4)穿过旋转控制头(7)内的胶芯与旋转控制头(7)连接，对旋转控制头(7)加压至额定工作压力值，稳压15min后观察压降情况并记录压力值，泄压后再次加压至额定工作压力值，稳压20min后观察压降情况并记录压力值；

4)旋转控制头(7)磨合试验，启动电机(6)带动旋转控制头(7)转动至少4小时，每10min记录扭矩值与温度传感器(9)的温度值，对旋转控制头(7)加压至1.4MPa，分别在40r/min、50r/min、60r/min转速下运行1小时，每10min记录扭矩值与温度传感器(9)的温度值，再增压至2.1MPa，分别在60r/min、90r/min转速下运行1小时，记录扭矩值与温度传感器(9)的温度值，检查轴承的运行情况，记录冷却润滑装置(1)的温度值；

5)检验冷却润滑装置(1)，开启冷却润滑装置(1)，加压且稳压旋转控制头(7)在额定动密封压力值，并在90r/min的转速下运行10min，每1min记录扭矩值、冷却润滑装置(1)的温度值和温度传感器(9)的温度值，关闭冷却润滑装置(1)，每1min记录一次数据，扭矩值、冷却润滑装置(1)的温度值和温度传感器(9)的温度值稳定后，继续记录数据10min；

6)检验动密封的可靠性，启动冷却润滑装置，加压并稳压旋转控制头(7)在额定动密封压力值，在转速为60r/min开始到额定转速之前，每间隔30r/min的转速下，各运行至少24小时；当达到额定转速时，需再持续运行至少24小时，正常情况则每1小时记录一次数据，出现异常则立刻记录异常数据，停机检查；

7)检验偏心情况下动密封的可靠性，调整六方钻杆(4)与旋转控制头(7)之间的偏心距至10mm，重复进行步骤6)的操作；

8)检测无冷却润滑状态下的性能，关闭冷却润滑装置，重复进行步骤6)和7)的操作，记录扭矩值、冷却润滑装置(1)的温度值和温度传感器(9)的温度值；

9)胶芯拆装试验，重复进行拆除和装配胶芯，每拆除和装配胶芯20次对旋转控制头(7)增压至额定工作压力值，稳压5min，观察压降情况并记录压力值；

10)分解旋转控制头，对各个零部件的磨损和变形量进行检验，记录数据；

11)对记录的数据进行整理并分析。