本發(fā)明涉及一種鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)，屬于非開挖工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水平定向鉆進(jìn)(Horizontal Directional Drilling)是采用安裝于地表的鉆孔設(shè)備，以相對于地面的較小入射角鉆入地層形成先導(dǎo)孔，然后將先導(dǎo)孔擴(kuò)徑至所需大小，并鋪設(shè)管道(線)的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)起源于石油鉆井工業(yè)，20世紀(jì)70年代，結(jié)合水井工業(yè)和公用設(shè)施建設(shè)方面的技術(shù)，經(jīng)演變之后目前廣泛應(yīng)用于市政管道、油氣管道的建設(shè)行業(yè)。90年代，我國開始引進(jìn)水平定向鉆技術(shù)進(jìn)行管道施工建設(shè)。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、能源需求不斷增加，水平定向鉆施工的管道尺寸越來越大，一次性穿越長度也越來越長，水平定向鉆鉆桿在孔內(nèi)受力狀態(tài)復(fù)雜，除收到拉力和扭矩的作用外，還會受到因空間形態(tài)導(dǎo)致的交變應(yīng)力影響。復(fù)雜的受力狀態(tài)會導(dǎo)致鉆桿失效、鉆桿疲勞斷裂的事故，嚴(yán)重影響施工周期，增加施工成本，甚至可能會導(dǎo)致工程失敗，這也成為制約水平定向鉆技術(shù)發(fā)展的主要因素之一。因此，有必要對特定工況下的水平定向鉆鉆桿的進(jìn)行疲勞損傷檢測，確定鉆桿疲勞損傷失效的臨界施工參數(shù)，科學(xué)的指導(dǎo)大直徑水平定向鉆施工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對水平定向鉆施工過程中鉆桿疲勞損傷的問題，提出一種能夠真實(shí)模擬鉆桿工作環(huán)境(拉力、扭矩、彎曲、轉(zhuǎn)速)條件下的鉆桿疲勞損傷的檢測系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)，包括鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)、拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)、扭矩加載系統(tǒng)和磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)位于鉆桿的動力端側(cè)，拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)位于鉆桿中部位置，扭矩加載系統(tǒng)位于鉆桿的兩端；

所述鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)包括控制電箱、電動機(jī)、減速箱、聯(lián)軸器和鉆桿轉(zhuǎn)接頭，控制電箱控制電動機(jī)回轉(zhuǎn)速度，電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速箱減速后傳遞至鉆桿轉(zhuǎn)接頭；

所述拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)包括鉆桿支撐箱、鉆桿承托裝置、拉力頂板、楔形墊塊、推力軸承、兩個以上頂進(jìn)油缸和沿鉆桿軸向間隔分布于鉆桿支撐箱上的2個以上鉆桿軌跡控制裝置，鉆桿的主體穿過鉆桿支撐箱和各鉆桿軌跡控制裝置、兩端均伸出鉆桿支撐箱外，鉆桿的動力端通過依次安裝于其上的楔形墊塊、推力軸承和鉆桿承托裝置與拉力頂板固連，另一端通過依次安裝的楔形墊塊、推力軸承和鉆桿承托裝置限位，各頂進(jìn)油缸均位于拉力頂板與鉆桿支撐箱的動力端之間并且對稱分布于鉆桿動力端旁側(cè)，頂進(jìn)油缸作用于拉力頂板，所述鉆桿軌跡控制裝置由螺桿、分動器、套殼和3個以上導(dǎo)輪構(gòu)成，螺桿、分動器和套殼從上至下順序連接，螺桿垂直于鉆桿軸向并且與鉆桿支撐箱螺紋連接，套殼套于鉆桿上，各導(dǎo)輪均勻安裝于套殼內(nèi)部并且與鉆桿的圓柱側(cè)面接觸；

所述扭矩加載系統(tǒng)包括電控液壓泵、扭矩加載油缸、扭矩加載裝置、齒輪箱、離合器和直線位移機(jī)構(gòu)，電控液壓泵、扭矩加載油缸和扭矩加載裝置均位于鉆桿的動力端，扭矩加載油缸位于扭矩加載裝置的下方，其一端與扭矩加載裝置一側(cè)的底部固連，扭矩加載裝置內(nèi)部設(shè)置相互嚙合的齒輪組，電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速箱和扭矩加載裝置傳遞至鉆桿動力端的鉆桿轉(zhuǎn)接頭，齒輪箱和離合器均安裝于直線位移機(jī)構(gòu)的移動元件上并且位于鉆桿的尾端，鉆桿尾端的鉆桿轉(zhuǎn)接頭通過聯(lián)軸器接入齒輪箱；

所述磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)包括環(huán)裝探頭和磁記憶采集儀，環(huán)裝探頭由固定環(huán)和4個以上探頭構(gòu)成，固定環(huán)套于鉆桿上，各探頭間隔且均勻地安裝于固定環(huán)中并且與鉆桿的圓柱側(cè)面接觸，探頭與磁記憶采集儀電性連接。

所述鉆桿支撐箱由1個以上箱體通過螺栓順序連接構(gòu)成。

箱體的頂面、左側(cè)面和右側(cè)面上均可設(shè)有可視孔。

拉力頂板上對稱安裝有2對導(dǎo)桿，導(dǎo)桿垂直于拉力頂板并且其活動端伸入靠近動力端的箱體上開設(shè)的導(dǎo)孔中。

連接扭矩加載裝置與鉆桿動力端鉆桿轉(zhuǎn)接頭的傳動軸上安裝有轉(zhuǎn)速扭矩傳感器。

所述直線位移機(jī)構(gòu)為導(dǎo)軌絲杠，齒輪箱和離合器均安裝于導(dǎo)軌絲杠的移動臺上，導(dǎo)軌絲杠中絲杠的動力輸入端上設(shè)有搖柄。

所述鉆桿轉(zhuǎn)接頭設(shè)有四個，用于連接兩根鉆桿，扭矩加載裝置輸出的扭矩同時作用于主側(cè)鉆桿和隨側(cè)鉆桿，各鉆桿軌跡控制裝置間隔分布于主側(cè)鉆桿上，拉力加載系統(tǒng)作用于主側(cè)鉆桿的動力端。

所述隨側(cè)傳動軸為萬向軸。

四個鉆桿轉(zhuǎn)接頭均通過曲齒聯(lián)軸器與對應(yīng)的傳動軸連接。

鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)和扭矩加載系統(tǒng)均安裝于試驗(yàn)臺上，拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)通過支撐塊支撐，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)、扭矩加載系統(tǒng)和拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)位于同一水平高度上。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)，包括鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)、拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)、扭矩加載系統(tǒng)和磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)中控制電箱控制電動機(jī)回轉(zhuǎn)速度，經(jīng)減速機(jī)減速后，通過中間傳動軸將回轉(zhuǎn)速度傳遞給鉆桿轉(zhuǎn)接頭，鉆桿轉(zhuǎn)接頭連接鉆桿，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)速度的控制，模擬鉆桿鉆進(jìn)，鉆桿轉(zhuǎn)接頭通過曲齒聯(lián)軸器與對應(yīng)的傳動軸連接，曲齒聯(lián)軸器允許鉆桿在軸線上有一定的伸縮量，同時可以實(shí)現(xiàn)一定角度的偏轉(zhuǎn)；拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)中，通過楔形墊塊、推力軸承和鉆桿承托裝置將鉆桿與拉力頂板和鉆桿支撐箱組裝起來，鉆桿主體穿過拉力頂板和鉆桿支撐箱并且通過鉆桿承托裝置限位，兩個頂進(jìn)油缸位于拉力頂板與彎曲軌跡控制系統(tǒng)之間，頂進(jìn)油缸的活塞伸出時，通過拉力頂板將拉力傳遞至鉆桿，模擬鉆桿的受拉工況，拉力頂板上對稱安裝導(dǎo)桿，導(dǎo)桿伸入鉆桿支撐箱中，起導(dǎo)向作用，保證拉應(yīng)力的方向?yàn)殂@桿軸線方向，通過多個沿鉆桿軸向間隔分布的鉆桿軌跡控制裝置控制鉆桿的彎曲形變，模擬鉆桿彎曲工況，鉆桿軌跡控制裝置由螺桿、分動器、套殼和4個導(dǎo)輪構(gòu)成，螺桿垂直于鉆桿軸向并且與鉆桿支撐箱螺紋連接，分動器確保螺桿轉(zhuǎn)動時套殼不會隨之轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)螺桿的旋進(jìn)長度可改變鉆桿的彎曲程度，各個螺桿旋進(jìn)長度不同，來控制鉆桿的彎曲軌跡，使之更接近鉆桿鉆進(jìn)時真實(shí)的彎曲軌跡，導(dǎo)輪支撐鉆桿，確保鉆桿在回轉(zhuǎn)過程中不產(chǎn)生額外的摩擦扭矩；扭矩加載系統(tǒng)中，齒輪箱坐落在直線位移機(jī)構(gòu)的移動元件上，其在鉆桿軸線上可以滑動，確保抵消鉆桿連接扭緊過程中產(chǎn)生的軸向伸縮量，通過扭矩加載油缸、扭矩加載裝置、齒輪箱和離合器的相互配合，將鉆桿與鉆桿轉(zhuǎn)接頭旋緊，使二者穩(wěn)定連接，旋緊后通過扭矩加載油缸、扭矩加載裝置和齒輪箱的相互配合可使得鉆桿產(chǎn)生扭矩，模擬鉆桿在扭矩作用下的工況；通過上述3個系統(tǒng)可真實(shí)模擬鉆桿受拉力、扭矩、彎曲和轉(zhuǎn)速條件下的工作環(huán)境，并通過安裝在鉆桿上的磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)檢測測試鉆桿的磁信號，通過數(shù)據(jù)對比分析可充分了解鉆桿損傷累積過程。

考慮到通常小型水平定向鉆鉆桿為3m一根，大型水平定向鉆鉆桿為9m一根，為測試不同類型定向鉆鉆桿的疲勞損傷，本發(fā)明的彎曲軌跡控制系統(tǒng)中采用由3個箱體通過螺栓順序連接構(gòu)成的鉆桿支撐箱，通過調(diào)節(jié)箱體的數(shù)量以適應(yīng)不同尺寸的鉆桿，如果采用小型鉆桿，將3根3m長的小型鉆桿連在一起成9m為一組，如果采用大型水平定向鉆，則可以直接使用一根9m長的鉆桿或者更多根連接試驗(yàn)，采用長度足夠的鉆桿保證實(shí)現(xiàn)軌跡調(diào)節(jié)；本發(fā)明設(shè)置兩組鉆桿固定裝置，試驗(yàn)時安裝兩根等長的鉆桿，設(shè)置左右兩組鉆桿可通過齒輪箱實(shí)現(xiàn)兩根鉆桿扭矩自加載。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明所涉及的檢測系統(tǒng)是首個針對全尺寸水平定向鉆鉆桿疲勞損傷的檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)使用定量控制鉆桿的軸向拉力、扭矩和彎曲軌跡，模擬鉆桿真實(shí)工作環(huán)境；

(2)鉆桿始終處于鉆桿支撐箱保護(hù)中，可以保證鉆桿檢測過程安全可靠進(jìn)行；

(3)本發(fā)明可以采用磁記憶疲勞損傷檢測技術(shù)，對不同工況下鉆桿疲勞損傷進(jìn)行的整個過程進(jìn)行監(jiān)測，充分了解鉆桿損傷累積過程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)的俯視圖。

圖2為本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)的主視圖。

圖3為拉力頂板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為鉆桿端部的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為鉆桿軌跡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為鉆桿扭矩加載過程的示意圖。

圖7為圖2的A-A剖面示意圖。

圖8為圖2的B-B剖面示意圖。

圖9為圖2的C-C剖面示意圖。

圖10為圖2的D-D剖面示意圖。

圖11為圖2的E-E剖面示意圖。

圖12為圖2的F-F剖面示意圖。

圖13為磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為環(huán)裝探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-控制電箱，2-電控液壓泵，3-扭矩加載裝置，4-萬向軸，5-隨側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭，6-隨側(cè)鉆桿，7-動力端鉆桿支撐箱，8-中部鉆桿支撐箱，9-尾端鉆桿支撐箱，10-齒輪箱，11-離合器，12-搖柄，13-可視孔，14-主側(cè)鉆桿，15-拉力頂板，16-主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭，17-曲齒聯(lián)軸器，18-聯(lián)軸器，19-轉(zhuǎn)速扭矩傳感器，20-試驗(yàn)臺，21-軸支座，22-減速箱，23-電動機(jī)，24-頂進(jìn)油缸，25-鉆桿承托裝置，26-導(dǎo)桿，27-支撐塊，28-鉆桿軌跡控制裝置，281-螺桿，282-分動器，283-套殼，284-導(dǎo)輪，29-推力軸承，30-楔形墊塊，31-扭矩加載油缸，32-扭矩加載裝置隨側(cè)底部，33-導(dǎo)孔，34-螺栓，35-直線位移機(jī)構(gòu)，36-絲杠，37-限位孔，38-環(huán)裝探頭，381-固定環(huán)，382-探頭，39-磁記憶采集儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)具體說明，本發(fā)明的內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。

參見圖1和圖2，本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)，包括鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)、拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)、扭矩加載系統(tǒng)和磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)位于鉆桿的動力端側(cè)，拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)位于鉆桿中部位置，扭矩加載系統(tǒng)位于鉆桿的兩端，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)和扭矩加載系統(tǒng)均安裝于試驗(yàn)臺20上，拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)通過支撐塊27支撐，鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)、扭矩加載系統(tǒng)和拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)位于同一水平高度上；

所述鉆桿回轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)包括控制電箱1、電動機(jī)23、減速箱22、聯(lián)軸器18、隨側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭5和主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭16，隨側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭5和主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭16分別連接隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14，參見圖1，控制電箱控制電動機(jī)回轉(zhuǎn)速度，電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速箱減速后，通過中間傳動軸和曲齒聯(lián)軸器17傳遞至主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭16；

所述拉力加載及彎曲軌跡控制系統(tǒng)包括鉆桿支撐箱、鉆桿承托裝置25、拉力頂板15、楔形墊塊30、推力軸承29、4根導(dǎo)桿26、兩個頂進(jìn)油缸24和沿鉆桿軸向間隔分布于鉆桿支撐箱上的2個以上鉆桿軌跡控制裝置28，所述鉆桿支撐箱由動力端鉆桿支撐箱7、中部鉆桿支撐箱8和尾端鉆桿支撐箱9通過螺栓34(如圖10所示)順序連接構(gòu)成，上述3個箱體的頂面、左側(cè)面和右側(cè)面上均可設(shè)有可視孔13，隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14的主體均穿過鉆桿支撐箱、兩端均伸出鉆桿支撐箱外，動力端鉆桿支撐箱7和尾端鉆桿支撐箱9端面位于主側(cè)的部分均開設(shè)限位孔37(如圖12所示)，供主側(cè)鉆桿14穿過，動力端鉆桿支撐箱7和尾端鉆桿支撐箱9端面位于隨側(cè)的部分為通道、未設(shè)置端面板，參見圖3和圖4，主側(cè)鉆桿14穿過拉力頂板和動力端鉆桿支撐箱7的限位孔37，并且其動力端通過依次安裝于其上的楔形墊塊30、推力軸承29和鉆桿承托裝置25與拉力頂板15固連，主側(cè)鉆桿14的另一端穿過尾端鉆桿支撐箱9的限位孔37，并且通過依次安裝的楔形墊塊30、推力軸承29和鉆桿承托裝置25限位；所述導(dǎo)桿26垂直于拉力頂板并且固定于拉力頂板15的四角，參見圖8，動力端鉆桿支撐箱7的動力端端面上開設(shè)有4個導(dǎo)孔33，導(dǎo)桿26的活動端伸入導(dǎo)孔33中，參見圖13，兩個頂進(jìn)油缸24位于拉力頂板與動力端鉆桿支撐箱7之間并且對稱分布于主側(cè)鉆桿14動力端的上下兩側(cè)，頂進(jìn)油缸24作用于拉力頂板15，各鉆桿軌跡控制裝置28沿鉆桿軸向間隔套裝于主側(cè)鉆桿14上，參見圖5，所述鉆桿軌跡控制裝置28由螺桿281、分動器282、套殼283和4個導(dǎo)輪284構(gòu)成，螺桿281、分動器282和套殼283從上至下順序連接，分動器確保螺桿轉(zhuǎn)動時套殼不會隨之轉(zhuǎn)動，螺桿281垂直于鉆桿軸向并且與所在的鉆桿支撐箱螺紋連接，如圖9所示，套殼采用上下結(jié)構(gòu)、由上下兩個半弧形殼通過螺釘連接，套殼283套于主側(cè)鉆桿14上，各導(dǎo)輪均勻安裝于套殼內(nèi)部并且與主側(cè)鉆桿14的圓柱側(cè)面接觸；

所述扭矩加載系統(tǒng)包括電控液壓泵2、扭矩加載油缸31、扭矩加載裝置3、齒輪箱10、離合器11和直線位移機(jī)構(gòu)35，電控液壓泵2、扭矩加載油缸31和扭矩加載裝置3均位于兩根鉆桿的動力端，參見圖6和圖7，扭矩加載油缸31位于扭矩加載裝置3的下方，其一端與扭矩加載裝置隨側(cè)的底部32固連，扭矩加載裝置內(nèi)部設(shè)置相互嚙合的齒輪組，實(shí)現(xiàn)主側(cè)鉆桿14和隨測鉆桿6自身扭矩加載，隨側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭5通過萬向軸4接入扭矩加載裝置3，電動機(jī)23輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速箱22和扭矩加載裝置3傳遞至位于動力端的主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭16和隨側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭5，連接扭矩加載裝置3與位于主側(cè)鉆桿14動力端的主側(cè)鉆桿轉(zhuǎn)接頭16的傳動軸上安裝有轉(zhuǎn)速扭矩傳感器19，參見圖11，齒輪箱10和離合器均安裝于直線位移機(jī)構(gòu)35的移動元件上并且位于兩根鉆桿的尾端，所述直線位移機(jī)構(gòu)為導(dǎo)軌絲杠，齒輪箱和離合器均安裝于導(dǎo)軌絲杠的移動臺上，導(dǎo)軌絲杠中絲杠36的動力輸入端上設(shè)有搖柄12，兩根鉆桿尾端的鉆桿轉(zhuǎn)接頭均通過曲齒聯(lián)軸器17接入齒輪箱、動力端的鉆桿轉(zhuǎn)接頭均通過曲齒聯(lián)軸器17與對應(yīng)的傳動軸連接；

參見圖13，所述磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)包括環(huán)裝探頭38和磁記憶采集儀39，如圖14所示，環(huán)裝探頭由固定環(huán)381和8個探頭382構(gòu)成，固定環(huán)套于鉆桿上，各探頭間隔且均勻地安裝于固定環(huán)中并且與鉆桿的圓柱側(cè)面接觸，各探頭均與磁記憶采集儀電性連接。

本發(fā)明提供的水平定向鉆鉆桿疲勞損傷檢測系統(tǒng)的使用步驟如下：

(1)如圖1和圖2所示，首先根據(jù)隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14的長度，確定支撐塊27的位置，安裝固定；

(2)如圖4所示，將主側(cè)鉆桿14第一節(jié)與楔形墊塊30、推力軸承29、鉆桿承托裝置25組裝起來，并穿過拉力頂板15(如圖1和圖2所示)。如圖3和圖8所示，將導(dǎo)桿26穿過位于動力端鉆桿支撐箱7上的導(dǎo)孔33，并連接拉力頂板15和扭矩加載油缸31。如圖4所示，將主側(cè)鉆桿14末尾一節(jié)與楔形墊塊30、推力軸承29、鉆桿承托裝置25組裝起來，并穿過尾端鉆桿支撐箱9(圖12)。主側(cè)鉆桿14中間若干節(jié)連接后穿過中部鉆桿支撐箱8，根據(jù)實(shí)驗(yàn)主側(cè)鉆桿14的整體長度，適當(dāng)選擇中部鉆桿支撐箱8的數(shù)量。然后將主側(cè)鉆桿14中間段若干節(jié)分別與第一節(jié)和末尾節(jié)初步連接，并通過螺栓將動力端鉆桿支撐箱7、中部鉆桿支撐箱8、尾端鉆桿支撐箱9連接。如圖5和圖9所示，將鉆桿軌跡控制裝置28打開，將主側(cè)鉆桿14置于對稱分布的4個導(dǎo)輪284中間并閉合鉆桿軌跡控制裝置28。如圖1所示，將隨側(cè)鉆桿6各節(jié)連接并穿過動力端鉆桿支撐箱7、中部鉆桿支撐箱8、尾端鉆桿支撐箱9。

(3)如圖6所示，扭矩加載油缸31處于無載荷狀態(tài)，將隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14兩端的鉆桿連接頭分別與4個曲齒聯(lián)軸器17初步連接，連接過程中控制直線位移機(jī)構(gòu)35，將安裝隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14過程中產(chǎn)生的軸向伸縮量抵消掉。

(4)如圖1所示，保持離合器11打開，將扭矩加載油缸31調(diào)至最低點(diǎn)(如圖7所示)。

(5)合上離合器11，并通過電控液壓泵2控制扭矩加載油缸31升高至最高點(diǎn)(如圖6所示)。

(6)打開離合器11，通過電控液壓泵2控制扭矩加載油缸31降低至最低點(diǎn)。

(7)重復(fù)步驟(5)和步驟(6)，直至隨側(cè)鉆桿6和主側(cè)鉆桿14擰緊。沿主側(cè)鉆桿14表面畫一條基準(zhǔn)線，并將磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)沿著基準(zhǔn)線記錄主側(cè)鉆桿14數(shù)據(jù)。

(8)關(guān)閉頂進(jìn)油缸24，通過鉆桿軌跡控制裝置28調(diào)節(jié)螺桿281長度，控制主側(cè)鉆桿14彎曲軌跡參數(shù)。

(9)合上離合器11，并通過電控液壓泵2控制扭矩加載油缸31升高，觀察轉(zhuǎn)速扭矩傳感器19，當(dāng)扭矩達(dá)到測試值時，關(guān)閉扭矩加載油缸31，保持扭矩恒定。

(10)調(diào)節(jié)頂進(jìn)油缸24控制頂進(jìn)力達(dá)到測試值，關(guān)閉頂進(jìn)油缸24，保持主側(cè)鉆桿14拉力恒定。

(11)通過控制電箱1控制電動機(jī)3的轉(zhuǎn)速，觀察轉(zhuǎn)速扭矩傳感器19的顯示，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到測試值時，保持設(shè)備運(yùn)行。

(12)當(dāng)主側(cè)鉆桿14在一定的拉力、扭矩、轉(zhuǎn)速、彎曲工作達(dá)到測試時間時，停止設(shè)備。

(13)調(diào)節(jié)扭矩加載油缸31至最低點(diǎn)，然后打開離合器11，鉆桿軌跡控制裝置28調(diào)節(jié)回原位，頂進(jìn)油缸24卸載。通過磁記憶疲勞損傷檢測系統(tǒng)沿著基準(zhǔn)線記錄主側(cè)鉆桿14數(shù)據(jù)。

(14)重復(fù)步驟(8)至步驟(13)，記錄不同工作參數(shù)條件下主側(cè)鉆桿14磁記憶疲勞損傷的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。