基于光學(xué)扭矩傳感器的極限壓力潤(rùn)滑儀的研制.pdf

1、本課題旨在研制一種能夠在實(shí)驗(yàn)室條件模擬井下條件測(cè)量鉆井液摩阻系數(shù)的基于光學(xué)扭矩傳感器的極限壓力潤(rùn)滑儀。該潤(rùn)滑儀能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬井下條件，即在恒定轉(zhuǎn)速和壓力下，通過(guò)測(cè)量加入鉆井液的前后旋轉(zhuǎn)軸輸出力矩的變化來(lái)計(jì)算鉆井液的潤(rùn)滑系數(shù)。由于該儀器能夠在能夠準(zhǔn)確測(cè)量鉆井液的潤(rùn)滑質(zhì)量，為評(píng)價(jià)鉆進(jìn)過(guò)程中可能需用的潤(rùn)滑添加劑的類型和數(shù)量提供準(zhǔn)確科學(xué)依據(jù)，為確?？焖?、安全鉆井提供準(zhǔn)確可靠數(shù)據(jù)，因而對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　

2、傳統(tǒng)的極限壓力潤(rùn)滑儀能夠滿足在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定鉆井液的摩阻系數(shù)，但是也存在一定不足，如電機(jī)轉(zhuǎn)速不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，需要人不斷的手動(dòng)調(diào)整速度旋鈕維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，并且轉(zhuǎn)速的精度不高；主控制芯片不能直接測(cè)定旋轉(zhuǎn)軸的扭矩變化，依靠從變頻器數(shù)據(jù)輸出端口采集數(shù)據(jù)的間接獲得旋轉(zhuǎn)軸上扭矩大小。這在實(shí)際應(yīng)用中暴露出諸多弊端，而且此類變頻器價(jià)格昂貴，難以得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
　　 本課題針對(duì)現(xiàn)有潤(rùn)滑儀存在的不足進(jìn)行自動(dòng)化改造，在保留原有的全部測(cè)試功

3、能的同時(shí)，對(duì)儀器的操作方式進(jìn)行較大幅度的改進(jìn)，一方面在旋轉(zhuǎn)軸上增加高精度光學(xué)轉(zhuǎn)矩傳感器，改變了原來(lái)靠變頻器模擬監(jiān)視端輸出信號(hào)，輸出電壓不穩(wěn)定，噪聲大，不能直接反應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸上扭矩大小，而且光學(xué)扭矩傳感器對(duì)摩擦軸上扭矩變化反應(yīng)更加迅速，分辨度更高；另一方面對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，替換之前儀器通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)速的控制精度。轉(zhuǎn)速和扭矩測(cè)量精度的提高，為評(píng)價(jià)鉆井液的潤(rùn)滑質(zhì)量、各種添加劑在泥漿中的減阻效果提供了更為精確的實(shí)驗(yàn)條