[发明专利]一种水平定向钻钻杆疲劳损伤检测系统

摘要

本发明提供了一种水平定向钻钻杆疲劳损伤检测系统，包括钻杆回转动力系统、拉力加载系统、弯曲轨迹控制系统、扭矩加载系统和磁记忆疲劳损伤检测系统，弯曲轨迹控制系统中钻杆轨迹控制装置套于钻杆上，通过调节螺杆的旋进长度可改变钻杆的弯曲程度，各个螺杆旋进长度不同，来控制钻杆的弯曲轨迹，使之更接近钻杆钻进时真实的弯曲轨迹；本发明提供的水平定向钻钻杆疲劳损伤检测系统针对全尺寸水平定向钻钻杆的疲劳损伤检测，可以实现使用定量控制钻杆的轴向拉力、扭矩和弯曲轨迹，模拟钻杆真实工作环境，采用磁记忆疲劳损伤检测技术，对不同工况下钻杆疲劳损伤进行的整个过程进行监测，充分了解钻杆损伤累积过程。

主权项

1.一种水平定向钻钻杆疲劳损伤检测系统，其特征在于：包括钻杆回转动力系统、拉力加载及弯曲轨迹控制系统、扭矩加载系统和磁记忆疲劳损伤检测系统，钻杆回转动力系统位于钻杆的动力端侧，拉力加载及弯曲轨迹控制系统位于钻杆中部位置，扭矩加载系统位于钻杆的两端；所述钻杆回转动力系统包括控制电箱、电动机、减速箱、联轴器和钻杆转接头，控制电箱控制电动机回转速度，电动机输出的转速经减速箱减速后传递至钻杆转接头；所述拉力加载及弯曲轨迹控制系统包括钻杆支撑箱、钻杆承托装置、拉力顶板、楔形垫块、推力轴承、两个以上顶进油缸和沿钻杆轴向间隔分布于钻杆支撑箱上的2个以上钻杆轨迹控制装置，钻杆的主体穿过钻杆支撑箱和各钻杆轨迹控制装置、两端均伸出钻杆支撑箱外，钻杆的动力端通过依次安装于其上的楔形垫块、推力轴承和钻杆承托装置与拉力顶板固连，另一端通过依次安装的楔形垫块、推力轴承和钻杆承托装置限位，各顶进油缸均位于拉力顶板与钻杆支撑箱的动力端之间并且对称分布于钻杆动力端旁侧，顶进油缸作用于拉力顶板，所述钻杆轨迹控制装置由螺杆、分动器、套壳和3个以上导轮构成，螺杆、分动器和套壳从上至下顺序连接，螺杆垂直于钻杆轴向并且与钻杆支撑箱螺纹连接，套壳套于钻杆上，各导轮均匀安装于套壳内部并且与钻杆的圆柱侧面接触；所述扭矩加载系统包括电控液压泵、扭矩加载油缸、扭矩加载装置、齿轮箱、离合器和直线位移机构，电控液压泵、扭矩加载油缸和扭矩加载装置均位于钻杆的动力端，扭矩加载油缸位于扭矩加载装置的下方，其一端与扭矩加载装置一侧的底部固连，扭矩加载装置内部设置相互啮合的齿轮组，电动机输出的转速经减速箱和扭矩加载装置传递至钻杆动力端的钻杆转接头，齿轮箱和离合器均安装于直线位移机构的移动元件上并且位于钻杆的尾端，钻杆尾端的钻杆转接头通过联轴器接入齿轮箱；所述磁记忆疲劳损伤检测系统包括环装探头和磁记忆采集仪，环装探头由固定环和4个以上探头构成，固定环套于钻杆上，各探头间隔且均匀地安装于固定环中并且与钻杆的圆柱侧面接触，探头与磁记忆采集仪电性连接。