[實用新型]一種石油鉆井沖擊器性能測試裝置

有效

• 申請號: 201120384502.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN202229870U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 索忠偉;陶興華;張海平;陳天成;涂玉林;劉鵬;胡彥峰;劉曉丹;王文立;江山紅;詹美玲
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M99/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本實用新型屬于一種石油勘探鉆井領域，尤其涉及一種石油鉆井沖擊器性能測試的測試裝置，主要是用于測試沖擊器的沖擊力、沖擊頻率性能參數。

背景技術

隨著我國油氣資源勘探的不斷深入，旋沖鉆井技術的應用范圍迅速擴大，而沖擊器是實現旋沖鉆井技術的關鍵工具，其性能優劣直接影響旋沖鉆井的破巖效率，是旋沖鉆井能否高效進行的最為關鍵因素之一。衡量沖擊器性能的主要參數是沖擊功和沖擊頻率。常用的沖擊器性能測試方法主要有：應力波法、光電位移微分法、電磁感應法、觸點法、氣壓法、示功圖法和能量法等。這些方法用于石油鉆井沖擊器性能測試，存在工作量大、操作復雜、成本高等缺點。

CN201340318Y公開了一種物探沖擊器性能測試裝置，該裝置利用高速攝影儀，通過高頻拍攝的方式，得到活塞位移-時間曲線，進而得到速度-時間曲線，由活塞位移-時間曲線得到沖擊器的沖擊頻率，由速度-時間曲線計算得出沖擊功。利用高速攝像儀拍攝活塞的運動，只適用于沖擊器的外殼為透明材質的情況，而實際使用的沖擊器均為金屬材質，即只能通過拍攝沖擊器試驗工具的性能來代表其實際性能，和實際性能存在一定差異，另一方面，因需要重新加工試驗工具，采用昂貴的高速攝影儀，增加了試驗成本。

CN1387030和CN2479499公開了沖擊器輸出性能測試裝置和沖擊器輸出性能的測試裝置及測試方法，該兩個測試裝置均采用同一原理，即利用封閉氣腔中氣體壓力變化來檢測沖擊器的輸出性能，通過計算機系統的計算來獲得活塞的速度、位移、沖擊能和沖擊頻率等參數。該發明原理可行，但安裝密閉氣腔形成完全的絕熱環境較為困難，同時，計算存在較大誤差。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的技術問題，研發了一種石油鉆井沖擊器性能測試裝置。本實用新型采用傳感器和數據轉換器相結合的方式，利用沖擊力法，直接測定出不同型號沖擊器的沖擊力和沖擊頻率。同時也可以利用壓力傳感器測量出沖擊器的鉆井液入口壓力、出口壓力，利用流量傳感器測出沖擊器出口流量。這種方法準確、快捷、方便。

本實用新型所采用的技術方案如下，

一種石油鉆井沖擊器性能測試裝置，所述裝置包括待測沖擊器3，包括泥漿泵1，傳感器和數據處理單元；

所述泥漿泵1和待測沖擊器3的液體入口端相連，所述傳感器利用沖擊力法，用于直接測定出不同型號待測沖擊器的沖擊力和沖擊頻率；所述傳感器設置在所述待測沖擊器3的沖擊力測量端；所述傳感器通過線路與所述數據處理單元相連，用于將測量的信號處理輸出。所述的數據處理單元包括數據采集卡7和數據處理和顯示模塊8，所述的數據采集卡7用于采集各個線路中的探測信號，并通過模數轉換器將信號轉換為電信號，后傳輸給所述的數據處理和顯示模塊8，用于輸出結果。

具體的，所述的傳感器為沖擊力傳感器12，設置在所述待測沖擊器3的正下方；所述沖擊力傳感器12的一端和所述的數據處理單元電連接。

具體的，所述待測沖擊器包括：由上接頭14、密封墊15、元件壓蓋16、O型密封圈17，18，22，31、射流元件19、缸體20、外缸21、缸蓋23、銷釘24、活塞25、中接頭26、沖錘27、外管28、防護套29、半圓卡30、八方32、砧子33組成

上接頭14和外缸21、外缸21和中接頭26、中接頭26和外管28、外管28和八方32采用螺紋連接，砧子33和八方32通過八方面配合連接；

防護套29套在砧子33端頭，半圓卡30卡在砧子33端頭和八方34之間，防止砧子滑落；

密封墊15、元件壓蓋16、射流元件19、缸體20、缸蓋23被壓緊在上接頭14、外缸21和中接頭26形成的內腔中，活塞25細端套在缸蓋23中，粗短套在缸體20中，缸體20和缸蓋23之間采用銷釘24定位，避免周向轉動，O型密封圈17，18，22，31安裝在對應位置的密封槽內，沖錘27的細端和活塞細桿采用錐配合連接。

為了測量入口和出口壓力，所述裝置包括一組壓力傳感器：入口壓力傳感器2和出口壓力傳感器4，用于測量待測沖擊器的鉆井液入口壓力和出口壓力；所述入口壓力傳感器2一端與待測沖擊器的上接頭入口連接，另一端通過數據線與所述的數據處理單元連接；所述的出口壓力傳感器4一端與待測沖擊器的測試接頭排水管9連接，另一端通過數據線與所述的數據處理單元連接。

為了實現測量出口流量，所述裝置包括流量傳感器6，用于測量待測沖擊器的出口流量；所述流量傳感器6一端與待測沖擊器的測試接頭排水管9連接，另一端通過數據線與所述的數據處理單元連接。