[發(fā)明專利]一種模擬鉆進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410151282.5
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103883310A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳寶義;曹品魯;楊成;劉春朋;白楊;鄭治川;張楠;王如生
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B44/00;E21B45/00
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 鞠傳龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)臺，特別涉及一種模擬鉆進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺。

背景技術(shù)

目前，在進(jìn)行鉆探作業(yè)中，鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液流量、鉆井液及鉆頭類型等參數(shù)對機(jī)械鉆速有著重要的影響，研究各參數(shù)之間的關(guān)系，分析各參數(shù)對機(jī)械鉆速的影響規(guī)律，進(jìn)而優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)組合、優(yōu)選鉆頭類型，對提高鉆進(jìn)速度、確保鉆進(jìn)安全具有重要意義，但目前尚沒有相應(yīng)的測量方法和實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有有效獲取鉆探參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置的問題而提供的一種模擬鉆進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺。

本發(fā)明所述的模擬鉆進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺是由架體、調(diào)速電機(jī)、巖心管、鉆頭、巖樣箱、油缸、液壓控制系統(tǒng)和沉淀罐組成，其中調(diào)速電機(jī)吊掛在架體上端的橫梁上，調(diào)速電機(jī)的下端與水龍頭連接，水龍頭與巖心管的內(nèi)腔連通，調(diào)速電機(jī)與水龍頭之間的連接部位設(shè)有扭矩傳感器，巖心管的下端連接鉆頭，鉆頭上設(shè)有熱電偶，巖樣箱設(shè)在承托板上，承托板的兩端通過滑套與架體兩側(cè)的立柱連接，油缸設(shè)在承托板的下部，油缸的活塞桿抵靠在承托板的板底，承托板能夠在油缸的作用下帶動巖樣箱沿架體兩側(cè)的立柱進(jìn)行上下滑動，油缸上設(shè)有壓力傳感器和位移傳感器，壓力傳感器與液壓控制系統(tǒng)相連接，液壓控制系統(tǒng)控制油缸的活塞桿進(jìn)行上下運(yùn)動，巖樣箱連通有排液管，巖樣箱內(nèi)的鉆井液通過排液管輸送到沉淀罐內(nèi)，沉淀罐還連通有鉆井液的輸送管，輸送管的出液口與水龍頭的內(nèi)腔相連通，水龍頭、巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，與沉淀罐連通的輸送管上依次設(shè)有流量計、泥漿泵和單向閥。

調(diào)速電機(jī)為無級調(diào)速電機(jī)。

扭矩傳感器、熱電偶和流量計的參數(shù)經(jīng)過無線發(fā)射器傳送到與電腦連接的無線裝置上，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后由組態(tài)軟件實(shí)時顯示。

承托板兩端的滑套內(nèi)設(shè)有銅套或軸承。

巖樣箱上設(shè)有兩個夾持器，巖樣箱的兩側(cè)設(shè)有臺肩，臺肩能夠在巖樣箱底板上的導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。

本發(fā)明的工作原理：

調(diào)速電機(jī)、扭矩傳感器、水龍頭、巖心管和鉆頭共同組成回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)速度可由調(diào)速電機(jī)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。油缸的活塞桿在液壓控制系統(tǒng)的操控下帶動巖樣箱沿架體兩側(cè)的立柱上下運(yùn)動，用于模擬鉆進(jìn)給進(jìn)系統(tǒng)，鉆壓通過油缸上下腔壓力差及巖樣箱和巖石重量計算獲得。扭矩傳感器、壓力傳感器、熱電偶、位移傳感器和流量計分別用于檢測鉆進(jìn)過程中的扭矩、轉(zhuǎn)速、鉆壓、切削熱、鉆進(jìn)進(jìn)尺和平均機(jī)械鉆速、鉆井液流量等參數(shù)，并由組態(tài)軟件實(shí)時動態(tài)顯示。鉆進(jìn)時，調(diào)速電機(jī)帶動巖心管、鉆頭回轉(zhuǎn)，油缸的活塞桿推動巖樣箱向上運(yùn)動實(shí)現(xiàn)給進(jìn)，巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，泥漿泵循環(huán)鉆井液，從而真實(shí)地模擬鉆進(jìn)過程。

本發(fā)明的有益效果：

能夠?qū)崟r檢測鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、平均機(jī)械鉆速、鉆進(jìn)進(jìn)尺、切削溫度、鉆井液流量和泵壓等參數(shù)，并能夠精確控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液流量及平均機(jī)械鉆速等參數(shù)，有利于研究各參數(shù)之間的相互關(guān)系，為優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)組合和鉆頭結(jié)構(gòu)類型提供依據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的巖樣箱結(jié)構(gòu)示意圖。

1、架體????2、調(diào)速電機(jī)????3、巖心管????4、鉆頭???5、巖樣箱

6、油缸????7、液壓控制系統(tǒng)????8、沉淀罐???9、橫梁

10、扭矩傳感器????11、熱電偶????12、承托板????13、滑套

14、立柱????15、活塞桿????16、壓力傳感器????17、位移傳感器

18、排液管????19、輸送管????20、流量計????21、泥漿泵

22、單向閥????23、夾持器???24、臺肩??25、導(dǎo)向槽???26、水龍頭。

具體實(shí)施方式：

請參閱圖1和圖2所示：