[发明专利]一种高温环境下利用重力检测的保压控制器磁力测试装置

说明书

本发明涉及一种高温环境下利用重力检测的保压控制器磁力测试装置，包括第一测力装置、支架、距离度量部件、加热装置、温度传感器和用于夹持磁力座的夹持机构，夹持机构安装在所述支架上并位于测力装置上方；第一测力装置用于测量阀瓣对其向下的作用力；夹持机构与第一测力装置之间的距离可调节或位移；加热装置用于对磁力座进行加热，所述温度传感器用于测量磁力座的温度。本发明可对磁力座进行加热，可用于测试高温环境下磁力的大小以及磁力与距离的关系，通过对比高温环境与常温环境下磁力与距离的关系，可研究高温对磁力的影响，对保压控制器的研究和性能改善具有重要意义。

技术领域

本发明涉及磁力测量设备技术领域，尤其涉及一种高温环境下利用重力检测的保压控制器磁力测试装置。

背景技术

岩石取芯钻机在深地取芯中的一种重要工艺是保压取芯，保压岩心是岩石力学研究中的珍贵样品，如何实现钻机高效保压是取芯钻机的一个发展方向，我国近些年来对于保压取芯及其钻机设计做了不少研究，谢和平院士首次提出“五保”取芯概念中便有“一保”为保压取芯。对于保压取芯中的各部分结构设计，目前还有很多技术需要研究。

专利文献CN110847856A公开了一种保压取芯器翻板阀结构，其阀座具有磁性，可吸引阀瓣关闭。因其阀瓣关闭不依托于自身重力，因而不受钻进方向的限制。利用磁力机械产生的磁力远距离牵引是一种理想的无结构牵引装置。

在取芯钻机深地钻进过程中，伴随着高温高压环境，深地高温对取芯钻机性能具有一定的影响，对于保压控制器的阀座的磁性也有一定影响，高温对阀座磁性（体现在阀座上是阀座对阀瓣产生的磁力）的影响需要具体测试。

但是，目前缺少测量高温环境下该阀座磁力大小的测试装置，因而无法进一步验证磁力关闭的可靠性，对取芯器保压控制器的改进造成阻碍。

由于保压取芯器磁性阀座在数值仿真与实际相似模拟实验中都较为复杂，难以研究其在不同磁场组合下的动态受力情况，导致力学模型模糊不清，故在实验时通常以保压控制器的简化模型代替。如图1所示，保压控制器的简化模型包括圆板状的阀瓣（序号7）和圆筒状的磁力座（序号6）。通过研究简化模型磁力场的磁力大小来深入改进取芯器保压控制器的阀座磁场组合以及力学模型。

如图2、3所示，当简化模型的磁力座（序号6）具有多个方向的磁场时（图中箭头代表永磁体充磁方向），该磁力座（序号6）由多个磁体（61）拼接而成的，如何去测量整个磁力座在其轴线方向上对阀瓣施加的磁力大小是现有技术无法解决的。

此外，由于保压控制器实际工况中会出现高温环境，故高温环境对磁力座磁场的影响也需要测试，这也是现有技术无法解决的。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种高温环境下利用重力检测的保压控制器磁力测试装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高温环境下利用重力检测的保压控制器磁力测试装置，包括第一测力装置、支架、距离度量部件、加热装置、温度传感器和用于夹持磁力座的夹持机构，所述夹持机构安装在所述支架上并位于第一测力装置上方；第一测力装置用于测量阀瓣对其向下的作用力；

所述夹持机构与第一测力装置之间的距离可调节，所述距离度量部件用于测量夹持机构与第一测力装置之间的距离，和/或夹持机构的位移，和/或第一测力装置的位移；

所述加热装置用于对磁力座进行加热，所述温度传感器用于测量磁力座的温度。

进一步，所述加热装置包括导热筒和至少一个加热环，加热环可操作地套接在导热筒上，导热筒用于将热量从加热环传递给磁力座，所述夹持机构用于将导热筒和磁力座一并夹紧。

进一步的，导热筒由至少两个瓦型片组成。