本發(fā)明涉及石油工具性能測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水力錨試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

水力錨各項(xiàng)參數(shù)試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)裝置。特別是水力錨的錨定力試驗(yàn)，在很多情況下都是在地面采用拉壓裝置進(jìn)行水平拉、壓錨定力試驗(yàn)。水力錨的啟動(dòng)壓差試驗(yàn)、工作壓差試驗(yàn)、密封性能試驗(yàn)、錨爪伸縮性能試驗(yàn)、錨定力試驗(yàn)等都是在地面水平放置試驗(yàn)，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)裝置，具體試驗(yàn)過(guò)程繁瑣而且危險(xiǎn)性高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種提高水力錨試驗(yàn)時(shí)的居中效果，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度有效提高的水力錨試驗(yàn)裝置。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種水力錨試驗(yàn)裝置，包括自下而上依次設(shè)置在一支架上的液壓千斤頂、壓力傳感器、傳感器托盤(pán)、試驗(yàn)接頭和試驗(yàn)套管；其中，所述傳感器托盤(pán)頂面和底面上各開(kāi)設(shè)有一個(gè)底面為平面的盲孔，使所述壓力傳感器底端壓配在所述液壓千斤頂?shù)捻斆嫔?、頂端插裝在所述傳感器托盤(pán)底面上的盲孔內(nèi)；所述壓力傳感器頂端端面加工為與所述傳感器托盤(pán)底面上的盲孔內(nèi)徑相適應(yīng)的凸球面，使所述傳感器托盤(pán)能夠進(jìn)行居中調(diào)整；所述試驗(yàn)接頭為一頂面開(kāi)設(shè)有盲孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，其盲孔內(nèi)側(cè)設(shè)有用于連接固定待測(cè)試水力錨底端的連接內(nèi)螺紋，所述試驗(yàn)接頭底端插裝并固定在所述傳感器托盤(pán)頂面上的盲孔內(nèi)；所述試驗(yàn)套管通過(guò)連接件設(shè)置在所述試驗(yàn)接頭上方。

其中，所述壓力傳感器頂端端面加工為與所述傳感器托盤(pán)底面上的盲孔內(nèi)徑相適應(yīng)的凸球面，使自上而下依次連接的待測(cè)試水力錨、所述試驗(yàn)接頭和所述傳感器托盤(pán)形成的整體結(jié)構(gòu)能夠微調(diào)至居中狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述支架包括底板、均布設(shè)置在所述底板上的四根底柱、固定在所述四根底柱頂端的中間連接板和快裝轉(zhuǎn)換接頭；其中，所述快裝轉(zhuǎn)換接頭包括可拆裝連接的卡套和連接軸套；所述卡套套裝并固定在所述中間連接板的中心通孔內(nèi)，所述傳感器托盤(pán)和所述試驗(yàn)接頭設(shè)置在所述卡套內(nèi)，所述試驗(yàn)套管底端連接固定在所述連接軸套上。

其中，所述底板和所述中間連接板可以為圓形板，也可以為方形板；中間連接板用于承受下部液壓千斤頂?shù)耐屏蜕喜吭囼?yàn)套管的拉力，而所有的力最終由底板承受，保證了整體水力錨試驗(yàn)裝置的穩(wěn)定性。

所述卡套為一筒形結(jié)構(gòu)，其上部?jī)?nèi)壁上開(kāi)設(shè)有一環(huán)形凹槽，且自其頂端端面沿軸向向下開(kāi)設(shè)有至少三個(gè)間隔設(shè)置并與所述環(huán)形凹槽形成連通的弧形凹槽；所述連接軸套為一筒形結(jié)構(gòu)，其底端外壁局部向外延伸形成有間隔設(shè)置且沿所述卡套圓周方向均布的至少三段弧形部；所述弧形部的個(gè)數(shù)與所述弧形凹槽的個(gè)數(shù)一致，且每個(gè)所述弧形部的長(zhǎng)度與所述卡套內(nèi)壁上的弧形凹槽的長(zhǎng)度相適應(yīng)、寬度和厚度分別與所述卡套內(nèi)壁上的環(huán)形凹槽的凹槽深度和凹槽寬度相適應(yīng)，使所述連接軸套的弧形部能夠自所述卡套的弧形凹槽處插入所述卡套的環(huán)形凹槽處并通過(guò)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)使所述連接軸套的弧形部旋入所述卡套具有封閉上端面的環(huán)形凹槽內(nèi)，將使所述連接軸套和所述卡套連接固定為一體。

其中，采用具有上述結(jié)構(gòu)的所述快裝轉(zhuǎn)換接頭代替普通的螺紋連接方式，有效降低了試驗(yàn)過(guò)程中頻繁上扣卸扣的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是在水力錨上下試驗(yàn)接頭密封情況不好的時(shí)候，需要上扣卸扣次數(shù)遞增，增加勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，利用上述快裝轉(zhuǎn)換接頭的卡套和連接軸套相互配合的連接關(guān)系，通過(guò)旋轉(zhuǎn)一步到位即可起到高強(qiáng)度的連接作用，并在測(cè)試過(guò)程中由弧形部與環(huán)形凹槽的相互配合端面承受拉力，使用壽命更長(zhǎng)。

為便于所述連接軸與所述卡套進(jìn)行安裝或拆卸，在所述連接軸套上部的外壁對(duì)側(cè)各對(duì)稱(chēng)安裝有一旋轉(zhuǎn)手柄。

該水力錨試驗(yàn)裝置采用垂直居中設(shè)計(jì)，更合理的模擬水力錨受力情況，有效提高水力錨錨定力試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；此外，通過(guò)采用具有特殊設(shè)計(jì)的快裝轉(zhuǎn)換接頭，避免螺紋頻繁上扣卸扣和承受高拉力時(shí)對(duì)螺紋的疲勞損壞，同時(shí)便于待測(cè)試水力錨的快速裝卸，有效提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的水力錨試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(a)為本發(fā)明的水力錨試驗(yàn)裝置的快裝轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的卡套的俯視圖；

圖3(b)為圖3(a)的B-B’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(c)為圖3(a)的C-C’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4(a)為本發(fā)明的水力錨試驗(yàn)裝置的快裝轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的卡套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4(b)為圖4(a)的D-D’剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的水力錨試驗(yàn)裝置的中間連接板的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。

如圖1～2所示，該水力錨試驗(yàn)裝置包括自下而上依次設(shè)置在一支架上的液壓千斤頂2、壓力傳感器4、傳感器托盤(pán)5、試驗(yàn)接頭11和試驗(yàn)套管9；具體地，

所述支架包括底板1、四根底柱2、中間連接板6和快裝轉(zhuǎn)換接頭8；其中，所述底板1上開(kāi)設(shè)有均布的四個(gè)軸向通孔，且每個(gè)所述軸向通孔內(nèi)壁上均加工有連接內(nèi)螺紋；

如圖5所示，所述中間連接板6中心開(kāi)設(shè)有一大內(nèi)徑軸向通孔601且沿所述大內(nèi)徑軸向通孔601周向開(kāi)設(shè)有四個(gè)均布的小內(nèi)徑軸向通孔602，且四個(gè)小內(nèi)徑軸向通孔602與所述底板1開(kāi)設(shè)四個(gè)軸向通孔分別一一對(duì)應(yīng)；其中，大內(nèi)徑軸向通孔601和四個(gè)小內(nèi)徑軸向通孔602內(nèi)壁上均設(shè)有連接內(nèi)螺紋；

四根底柱2具有相同尺寸，每根所述底柱2頂端外壁均向內(nèi)凹陷形成有環(huán)形臺(tái)階，且頂端和底端外壁上均設(shè)有連接外螺紋，使所述四根底柱2的底端分別插裝并螺紋連接在所述底板1的四個(gè)所述軸向通孔內(nèi)；所述小內(nèi)徑軸向通孔602的內(nèi)徑與所述底柱2頂端外壁相適應(yīng)，使所述中間連接板6上的四個(gè)小內(nèi)徑軸向通孔602分別套裝在四根所述底柱2上，所述中間連接板6的底面壓在所述底柱2的環(huán)形臺(tái)階的上端面上形成限位，并通過(guò)螺紋安裝在每根所述底柱2頂端的螺母10，使所述中間連接板6與四根所述底柱2連接固定；

所述快裝轉(zhuǎn)換接頭8用于連接所述中間連接板6和所述試驗(yàn)套管9；具體地，所述快裝轉(zhuǎn)換接頭8包括卡套801和連接軸套802；

如圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)所示，所述卡套801為一筒形結(jié)構(gòu)，所述卡套801上部?jī)?nèi)壁上開(kāi)設(shè)有一環(huán)形凹槽，自所述卡套801頂端端面沿軸向向下開(kāi)設(shè)有三個(gè)間隔設(shè)置且與所述環(huán)形凹槽形成連通的弧形凹槽，三個(gè)所述弧形凹槽沿所述卡套801內(nèi)壁圓周方向均布且每段弧形凹槽的對(duì)應(yīng)弧形角度α為60°；所述卡套801外徑與所述中間連接板6的大內(nèi)徑軸向通孔601內(nèi)徑相適應(yīng)，且底端外壁上加工有連接外螺紋，使所述卡套801套裝并螺紋連接固定在所述大內(nèi)徑軸向通孔601內(nèi)；

如圖4(a)和圖4(b)所示，所述連接軸套802也為一筒形結(jié)構(gòu)，且外徑與所述卡套801內(nèi)徑相適應(yīng)，使所述連接軸套802恰好套裝在所述卡套801內(nèi)側(cè)；自所述卡套801底端外壁局部向外延伸形成有間隔設(shè)置且沿所述卡套801圓周方向均布的三段弧形部，所述弧形部的長(zhǎng)度與所述卡套801內(nèi)壁上的弧形凹槽的長(zhǎng)度相適應(yīng)、寬度和厚度分別與所述卡套801內(nèi)壁上的環(huán)形凹槽的凹槽深度和凹槽寬度相適應(yīng)，使所述連接軸套802和所述卡套801之間相互配合形成插入式旋轉(zhuǎn)卡扣機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述連接軸套802的弧形部自所述卡套801的弧形凹槽處插入所述卡套801的環(huán)形凹槽處時(shí)，通過(guò)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，使所述連接軸套802的弧形部旋入所述卡套801具有封閉上端面的環(huán)形凹槽內(nèi)，將使所述連接軸套802和所述卡套801連接固定為一體；

為便于所述連接軸套802和所述卡套801拆裝，在所述連接軸套802上部外壁上對(duì)稱(chēng)各安裝有一個(gè)一字型旋轉(zhuǎn)手柄；

所述液壓千斤頂2和壓力傳感器4均可以從目前市售的產(chǎn)品采購(gòu)獲得并作為該水力錨試驗(yàn)裝置的組成部件；所述壓力傳感器4壓配在所述液壓千斤頂2的頂面上，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)起升所述液壓千斤頂2向所述壓力傳感器4施加對(duì)抗水力錨錨定力的壓力；其中，所述壓力傳感器4頂端，即壓力感應(yīng)端的端面加工為凸球面；

所述傳感器托盤(pán)5作為所述壓力傳感器4和所述試驗(yàn)接頭11之間的連接部件，具體地，所述傳感器托盤(pán)5為自頂面和底面分別開(kāi)設(shè)有一盲孔的圓柱體結(jié)構(gòu)；所述傳感器托盤(pán)5底面上的盲孔底面為一平面且盲孔內(nèi)徑與所述壓力傳感器4頂端凸球面的最大外徑相適應(yīng)，使所述傳感器托盤(pán)5插裝在所述壓力傳感器4頂端并能夠進(jìn)行一定角度的調(diào)整，保證待測(cè)試水力錨垂直居中設(shè)置在試驗(yàn)套管9內(nèi)，在所述液壓千斤頂2施加垂直軸向向上的推力時(shí)，使水力錨各錨爪均勻受力，有效提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；

所述試驗(yàn)接頭11為一頂面開(kāi)設(shè)有盲孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，其底端插裝在所述傳感器托盤(pán)5頂面開(kāi)設(shè)的盲孔內(nèi)并與通過(guò)螺紋連接固定在所述傳感器托盤(pán)5上；所述試驗(yàn)接頭11頂面開(kāi)設(shè)的盲孔內(nèi)壁上也設(shè)有連接內(nèi)螺紋，用于與待測(cè)試的水力錨底端螺紋連接固定；其中，所述傳感器托盤(pán)5與所述快裝轉(zhuǎn)換接頭8的所述卡套801以存在縫隙的形式套裝在所述卡套801內(nèi)側(cè)，給所述傳感器托盤(pán)5留有一定調(diào)整空間，使連接有水力錨的試驗(yàn)接頭11居中，便于所述液壓千斤頂2沿軸向施加推力。

采用該水力錨試驗(yàn)裝置對(duì)水力錨的錨定力進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將待測(cè)試的水力錨螺紋連接固定在試驗(yàn)接頭11上，并坐入傳感器托盤(pán)5頂面的盲孔內(nèi)；將連接有試驗(yàn)套管9的連接軸套802插入卡套801后旋轉(zhuǎn)60°連接固定為一體，即可開(kāi)始進(jìn)行水力錨的錨定性能測(cè)試；將待測(cè)試的水力錨與試驗(yàn)接頭11連接并置于試驗(yàn)套管9內(nèi)，進(jìn)而向水力錨內(nèi)注液施壓至規(guī)定值，使水力錨的錨爪均向外伸出并錨定在試驗(yàn)套管9的內(nèi)壁上，然后通過(guò)液壓千斤頂2施加向上的軸向推力，觀察壓力傳感器4的壓力讀數(shù)，不斷增大液壓千斤頂2施加的軸向推力，直至觀測(cè)到壓力傳感器4讀數(shù)發(fā)生突然下降的變化，記錄此時(shí)液壓千斤頂2的施加軸向推力的大小，即為待測(cè)水力錨在該規(guī)定內(nèi)壓值時(shí)的最大錨定力的大小。