[实用新型]矿用宽叶片钻杆的多点扭矩同步动态检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿用钻杆扭矩检测领域，特别涉及矿用宽叶片钻杆的多点扭矩同步动态检测装置及检测方法。

背景技术

矿用钻杆所受扭矩的检测一般是采用光杆进行钻机出厂性能测试时完成的，采用磁粉制动器或涡流制动器在钻杆端部施加负载扭矩，由扭矩传感器检测钻机运行时钻杆所受扭矩。

现有检测装置与检测方法只能对光杆进行扭矩检测，无法直接检测宽叶片钻杆所受扭矩。

此外，该检测方法只能测得钻杆端部加载条件下钻杆所受扭矩，但煤矿井下实际钻孔施工时，整根钻杆均受到负载作用，因此，现有钻杆扭矩检测装置与检测方法无法测得实际工况下钻杆所受扭矩。

如图2所示，现有的宽叶片钻杆2以地质钻杆2b为杆体，采用高耐磨平面螺旋宽叶片2a，经预应力缠绕平面螺旋宽叶片2a自动焊接而成，该宽叶片钻杆2也可通过机床将特制轴表面加工成螺旋形宽叶片2a而成。

现有技术中的检测装置及检测方法无法对上述宽叶片钻杆2所受的扭矩进行检测。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种矿用宽叶片钻杆的多点扭矩同步动态检测装置，该检测装置解决了现有装置无法直接检测矿用宽叶片钻杆所受扭矩的问题，并且该检测装置能够模拟实际钻孔施工时钻杆轴向受到多点负载扭矩的工况，以对卡钻及断钻机理的分析提供支持，从而彻底解决卡钻及断钻事故。

本实用新型采用以下技术方案，矿用宽叶片钻杆的多点扭矩同步动态检测装置，包括多个用于固定宽叶片钻杆的钻杆杆套；

每个钻杆杆套套装在宽叶片钻杆的外侧；

每个钻杆杆套的外侧设有用于向其施加负载扭矩的加载单元，负载扭矩通过钻杆杆套传递给宽叶片钻杆；

每个钻杆杆套的外侧设有用于检测各点扭矩值的扭矩传感器。

进一步改进：

所述钻杆杆套包括钻杆上杆套、钻杆下杆套；

所述钻杆上杆套及钻杆下杆套的横截面均为半圆弧形。

进一步改进：

钻杆上杆套与钻杆下杆套的外表面光滑；

钻杆上杆套与钻杆下杆套的内表面分别根据宽叶片钻杆表面的宽叶片螺旋轨迹开设有相匹配的螺旋凹槽；

钻杆上杆套与钻杆下杆套卡接在宽叶片钻杆上。

进一步改进：

钻杆上杆套与钻杆下杆套之间通过内六方螺栓紧固；

内六方螺栓沉入杆套内部且钻杆上杆套与钻杆下杆套的外表面光滑。

进一步改进：

所述加载单元包括加载油缸及加载皮带，加载油缸与液压控制系统相连，液压控制系统用于控制加载油缸施加负载扭矩的大小。

进一步改进：

加载油缸包括加载上油缸、加载下油缸，加载上油缸与加载下油缸的活塞杆上分别连接有一根加载皮带；

加载上油缸与加载下油缸分别设置在钻杆杆套的两侧，两根加载皮带分别与钻杆杆套连接。

进一步改进：

所述加载上油缸设置在钻杆杆套的正上方，加载下油缸设置在钻杆杆套的正下方；

所述加载上油缸与加载下油缸也可以分别布置在钻杆杆套的前后两侧，此时支撑框架的结构应作适应性改进，以与加载油缸与加载皮带相连；

所述检测装置还包括支撑框架，加载上油缸及加载下油缸的底座分别固定在支撑框架上；

加载上油缸及加载下油缸的活塞杆上分别连接有加载皮带；

加载上油缸的活塞杆与加载皮带的一端连接，加载皮带的另一端绕过钻杆杆套与支撑框架固定连接；

加载下油缸的活塞杆与加载皮带的一端连接，加载皮带的另一端绕过钻杆杆套与支撑框架固定连接。

进一步改进：

所述的扭矩传感器包括扭矩敏感集成组件、集流环、处理电路及显示器；

扭矩敏感集成组件为电阻应变片式敏感元件，用于检测扭矩并转换为电阻，中部开有通孔，套装并固定在钻杆杆套上；

处理电路用于将扭矩敏感集成组件输出的电阻信号转换为电信号，并进行信号处理。

进一步改进：

所述液压控制系统由液压泵供油，溢流阀调节液压泵输出的油压，采用两个三位四通换向阀分别控制钻杆上下两侧的加载油缸的动作，通过节流阀控制加载油缸的活塞杆运动速度。

矿用宽叶片钻杆的多点扭矩同步动态检测方法，包括如下步骤：

第一步：设定检测试验次数，设定加载负载扭矩；

第二步：在宽叶片钻杆的两端及中点位置分别安装一个钻杆杆套；

第三步：在每个钻杆杆套上分别布置一个加载单元与一个扭矩传感器；