基于光學(xué)扭矩傳感器的極限壓力潤滑儀的研制.pdf

1、本課題旨在研制一種能夠在實驗室條件模擬井下條件測量鉆井液摩阻系數(shù)的基于光學(xué)扭矩傳感器的極限壓力潤滑儀。該潤滑儀能夠在實驗室條件下模擬井下條件，即在恒定轉(zhuǎn)速和壓力下，通過測量加入鉆井液的前后旋轉(zhuǎn)軸輸出力矩的變化來計算鉆井液的潤滑系數(shù)。由于該儀器能夠在能夠準(zhǔn)確測量鉆井液的潤滑質(zhì)量，為評價鉆進(jìn)過程中可能需用的潤滑添加劑的類型和數(shù)量提供準(zhǔn)確科學(xué)依據(jù)，為確?？焖佟踩@井提供準(zhǔn)確可靠數(shù)據(jù)，因而對其進(jìn)行研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　

2、傳統(tǒng)的極限壓力潤滑儀能夠滿足在實驗室條件下測定鉆井液的摩阻系數(shù)，但是也存在一定不足，如電機轉(zhuǎn)速不能實現(xiàn)自動控制，需要人不斷的手動調(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。這在實際應(yīng)用中暴露出諸多弊端，而且此類變頻器價格昂貴，難以得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
　　 本課題針對現(xiàn)有潤滑儀存在的不足進(jìn)行自動化改造，在保留原有的全部測試功

3、能的同時，對儀器的操作方式進(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，改變了原來靠變頻器模擬監(jiān)視端輸出信號，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；另一方面對電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)自動控制，替換之前儀器通過調(diào)整轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕改變電機轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)速的控制精度。轉(zhuǎn)速和扭矩測量精度的提高，為評價鉆井液的潤滑質(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驗條