本發(fā)明涉及一種測試工具，尤其涉及一種防制動工具的井下測試裝置。

背景技術：

對于一些鉆頭卡滑嚴重的地層，鉆頭旋轉嚴重受阻時甚至可能導致馬達制動和設備失效，最終導致機械鉆速低，為了消除卡滑現象，同時使上部輸入給鉆頭的振蕩能量更加平穩(wěn)，底部鉆壓真實有效從而獲得最佳的鉆頭破巖效率和最高的機械鉆速。防制動工具通過螺旋花鍵與碟簧的組合，能有效的吸收卡滑引起的扭矩變化，且能把鉆頭向上提起。

為保證防制動工具在鉆頭發(fā)生卡滑時，在井下能可靠有效地工作，在防制動工具上設計一種井下測試裝置，通過該井下測試裝置能實時動態(tài)的監(jiān)測到防制動工具在井下的工作狀態(tài)及鉆頭卡滑狀況。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種防制動工具井下測試裝置，改裝置實時動態(tài)監(jiān)測防制動工具和鉆頭在井下的工作狀況，及時進行數據采集，保證了防制動工具在井下可靠、有效地工作。

本發(fā)明所采用的技術方案為：一種防制動工具的井下測試裝置，其特征在于：包括外殼和安設在外殼內的芯軸，所述芯軸的上端與外殼的內孔密封配置，在芯軸與外殼之間設有環(huán)形腔體，在環(huán)形腔體內依次設有電池組、位移傳感器、模擬量采集模塊，在模擬量采集模塊的下方設有傳壓套，所述傳壓套的上端通過外殼軸向限位，在位于傳壓套的下端的芯軸上套裝有壓力傳感器、密封套，在密封套外套裝有平衡套，所述平衡套的內壁與密封套密封配置，上端與傳壓套相對應，所述芯軸的端部將密封套、壓力傳感器軸向限位，所述壓力傳感器和位移傳感器分別與模擬量采集模塊相連。

按上述技術方案，所述外殼包括上接頭和護絲套，所述傳壓套的上端通過上接頭的下端頭軸向限位。

按上述技術方案，所述芯軸包括測試導桿和護絲軸，所述護絲軸的上端與測試導桿螺紋連接，所述傳壓套、壓力傳感器、密封套分別套裝在護絲軸上。

按上述技術方案，所述傳壓套上設有傳壓孔，所述傳壓孔為軸向通孔。

按上述技術方案，所述密封套和平衡套的下端面分別設有斜面。

按上述技術方案，在外殼上對應模擬量采集模塊設有航空插座，在航空插座上設有航空插件，所述航空插件通過通訊口端蓋封閉。

按上述技術方案，在使用過程中，將護絲軸和護絲套分別擰掉后，所述測試裝置與防制動工具連接，所述防制動工具包括蝶形導桿，在蝶形導桿外套裝有蝶形彈簧，在蝶形導桿的下端設有螺旋花鍵套，所述螺旋花鍵套的外部連接有殼體，在螺旋花鍵套內套設有螺旋花鍵軸，所述螺旋花鍵軸下端外壁上設置的螺旋齒與螺旋花鍵套內壁上設置的螺旋齒相嚙合，使用時，將傳壓套、壓力傳感器、密封套及平衡套安設在所述蝶形導桿上，所述密封套的端部與蝶形彈簧相抵接，所述殼體與測試裝置的上接頭相連接。

按上述技術方案，所述蝶形導桿的端部設有內徑變大的變徑端，所述變徑端部構成臺階面，所述蝶形彈簧的下端與臺階面相抵接。

在使用過程中，將護絲軸和護絲套分別擰掉后，所述測試裝置與防制動工具連接，在鉆頭卡滑時，鉆頭制動時，鉆頭的扭矩值通過螺紋花鍵軸與螺紋花鍵套之間的嚙合傳動轉換成軸向力，螺紋花鍵軸推動碟簧導桿壓縮碟簧，壓力傳感器測試出碟簧壓力。碟簧導桿推動測試導桿做軸向位移，壓縮位移傳感器，測出鉆頭向上提的位移值。

螺旋花鍵軸和螺旋花鍵套之間形成的嚙合，推動螺旋花鍵軸做軸向向上移動，壓縮套裝在碟簧導桿上的成組碟簧，碟簧產生壓力，傳遞到壓力傳感器上，壓力傳感器測試出鉆頭制動時的制動力。碟簧導桿帶動測試導桿在軸向運動時，推動位移傳感器進行壓縮，測試出解除鉆頭卡滑時，鉆頭軸向位移大小，可實時動態(tài)監(jiān)測防制動工具和鉆頭在井下的工作狀況，及時進行數據采集，保證了防制動工具在井下可靠、有效地工作。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

1、本裝置在井下隨著防制動工具同時工作，進行實時動態(tài)測試，通過與防制動工具的隨鉆測試，分析出在鉆頭卡滑時，防制動工具解除鉆頭制動時的力和鉆頭位移大小，可實時動態(tài)監(jiān)測防制動工具和鉆頭在井下的工作狀況，及時進行數據采集，保證了防制動工具在井下可靠、有效地工作。

2、本測試裝置總體結構簡單、易于實現，在井下使用壽命長，能滿足防制動工具在井下長時間連續(xù)工作的需求，且該測試裝置使用完成后可成套拆卸并保存，安裝、拆卸和保存方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構圖。

圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。

圖3為本發(fā)明中傳壓套的主剖視圖。

圖4為本發(fā)明中傳壓套的俯視圖。

圖5為本發(fā)明中平衡套的主剖視圖。

圖6為本發(fā)明中密封套的主剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1-6所示，本實施例提供了一種防制動工具的井下測試裝置，包括外殼和安設在外殼內的芯軸，其中，外殼由上接頭1、護絲套21通過螺紋連接組成，芯軸由測試導桿4、護絲軸19通過螺紋連接組成，所述測試導桿4的上端與外殼的內孔通過密封圈2配置，在測試導桿和上接頭1之間位于密封圈2的下端設有耐磨環(huán)3，在上接頭1與測試導桿之間設有環(huán)形腔體，在環(huán)形腔體內依次設有電池組9、位移傳感器11、模擬量采集模塊12，在模擬量采集模塊12的下方設有傳壓套13，所述傳壓套13上設有傳壓孔，所述傳壓孔為軸向通孔。所述傳壓套13的上端通過上接頭1軸向限位，其套裝在護絲軸19上，在位于傳壓套13的下端的護絲軸19上套裝有壓力傳感器14、密封套18，在密封套18外套裝有平衡套15，所述平衡套15的內壁與密封套18之間通過密封圈16密封配置，在兩者之間還設置有耐磨環(huán)17，所述平衡套15可以相對密封套18軸向滑移，平衡套15的上端與傳壓套13相對應，在護絲軸19的端部設有凸緣，所述芯軸的凸緣將密封套18、壓力傳感器14軸向限位，其中，傳壓套13的作用是限制壓力傳感器在工作過程中做軸向移動。所述壓力傳感器14和位移傳感器11分別與模擬量采集模塊12相連。電池組9可以給位移傳感器11、壓力傳感器14進行持續(xù)供電，以滿足位移傳感器、壓力傳感器在井下長時間工作的需求。

在上接頭1上對應模擬量采集模塊設有航空插座，在航空插座上設有航空插件，所述航空插件通過通訊口端蓋封閉。

在使用過程中，將護絲軸19和護絲套21分別擰掉后，所述測試裝置與防制動工具連接，如圖2所示，所述防制動工具包括蝶形導桿22，在蝶形導桿22外套裝有蝶形彈簧23，所述蝶形導桿22的端部設有內徑變大的變徑端，所述變徑端部構成臺階面，所述蝶形彈簧的下端與臺階面相抵接。在蝶形導桿22的下端設有螺旋花鍵套25，所述螺旋花鍵套25的外部連接有殼體24，在螺旋花鍵套25內套設有螺旋花鍵軸26，所述螺旋花鍵軸26下端外壁上設置的螺旋齒與螺旋花鍵套25內壁上設置的螺旋齒相嚙合，在螺旋花鍵套25的下端設有下接頭28。使用時，將傳壓套13、壓力傳感器14、密封套18及平衡套15安設在所述蝶形導桿22上，測試裝置的測試導桿4與碟簧導桿22螺紋連接，所述密封套18的端部與蝶形彈簧23相抵接，上接頭1與殼體24螺紋連接。工作方式為：當鉆頭制動時，螺旋花鍵軸22和螺旋花鍵套21之間的嚙合傳動將鉆頭制動的扭矩轉換成軸向力，這個軸向力就會帶動螺旋花鍵軸22旋轉并沿著軸向向上運動，螺旋花鍵軸22向上運動帶動碟簧導桿22壓縮蝶形彈簧23，蝶形彈簧23產生壓力，并將壓力傳遞給壓力傳感器14上，壓力傳感器14測試出成組蝶形彈簧23壓力大小。碟簧導桿19帶動測試導桿4向上運動并壓縮位移傳感器11，位移傳感器11測試出成組蝶形彈簧23的壓縮量。模擬量采集模塊12采集并存儲位移傳感器11和壓力傳感器14的測試數據。待防制動工具在井下工作完畢取出后，用數據線從航空插件端口讀取測試的數據并進行分析。

本實施例中，所述密封套18和平衡套15的下端面分別設有斜面，目的是為了減小蝶形彈簧密封腔內油壓，提高壓力傳感器采集碟簧壓力的精確度。

平衡套15的作用是密封蝶形彈簧23腔內，體積減小，壓力增加，活動的平衡套15可以減少密封油產生壓力，提高壓力傳感器采集數據的準確性，同時改善密封圈16在高壓環(huán)形下的工作狀況，提高密封圈的使用壽命。