[發(fā)明專利]實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510367064.X
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105004514B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯歷平;祝效華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置，主要由實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)、電機(jī)(2)、外調(diào)節(jié)桿(3)、內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)、主桿(5)、扶正筒(6)、上軸承(7)、扶正架(8)、加壓系統(tǒng)(9)、下軸承(10)、支撐盤(pán)(11)、速度傳感器(12)、鉆頭(13)、巖芯(14)和容器(15)組成，其特征在于：所述電機(jī)(2)固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上，電機(jī)(2)的輸出軸與外調(diào)節(jié)桿(3)連接，外調(diào)節(jié)桿(3)與內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)通過(guò)鍵槽連接，內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)與主桿(5)通過(guò)螺紋連接，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)與主桿(5)間設(shè)有扶正筒(6)，扶正筒(6)與主桿(5)間設(shè)有上軸承(7)，扶正筒(6)焊接于扶正架(8)上，扶正架(8)安裝于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上，加壓系統(tǒng)(9)固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上，主桿(5)上設(shè)有支撐盤(pán)(11)用于承受加壓系統(tǒng)(9)施加的壓力，主桿(5)下端通過(guò)螺紋與鉆頭(13)連接，鉆頭作用于巖芯(14)上，巖芯(14)放置于容器(15)內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置，其特征在于：所述外調(diào)節(jié)桿(3)內(nèi)部設(shè)有花鍵槽，內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)外部設(shè)有花鍵，內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)可沿外調(diào)節(jié)桿(3)的花鍵軌道滑動(dòng)，同時(shí)花鍵與花鍵槽間的配合還傳遞電機(jī)(2)輸出的扭矩。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置，其特征在于：所述扶正架(8)上設(shè)有套筒(16)用于限制扶正筒(6)的橫向移動(dòng)，套筒(16)可沿實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)軸向滑動(dòng)；所述扶正筒(6)與主桿(5)間的上軸承(7)為滾針軸承或深溝球軸承。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置，其特征在于：所述主桿(5)穿過(guò)加壓系統(tǒng)(9)，支撐盤(pán)(11)固定于主桿(5)上，加壓系統(tǒng)(9)施加的壓力通過(guò)下軸承(10)傳至支撐盤(pán)(11)上；所述下軸承(10)為推力軸承。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的裝置，其特征在于：所述速度傳感器(12)為非接觸測(cè)速傳感器；所述扶正架(8)與扶正筒(6)通過(guò)焊接的方式連接；所述主桿(5)的長(zhǎng)徑比大于100。

6.實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的方法，其特征在于：將電機(jī)(2)固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上，外調(diào)節(jié)桿(3)與電機(jī)(2)的輸出軸連接，主桿(5)穿過(guò)加壓系統(tǒng)(9)，將內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)與主桿(5)通過(guò)螺紋進(jìn)行連接；將扶正架(8)與扶正筒(6)焊接并安裝于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上，扶正架(8)由套筒(16)作導(dǎo)軌可沿實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)的立柱滑動(dòng)，在加壓系統(tǒng)(9)上端0.1米～0.2米處將扶正筒(6)與主桿(5)通過(guò)上軸承(7)連接，將加壓系統(tǒng)(9)與支撐盤(pán)(11)通過(guò)下軸承(10)連接；連接鉆頭(13)于主桿(5)下端，鉆頭(13)下面設(shè)置巖芯(14)，巖芯(14)安裝于容器(15)內(nèi)，容器(15)固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)或地面；將速度傳感器(12)安裝于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(1)上且速度傳感器(12)與支撐盤(pán)(11)位于同一水平高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的方法，其特征在于：所述電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)外調(diào)節(jié)桿(3)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，外調(diào)節(jié)桿(3)與內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)通過(guò)花鍵連接，外調(diào)節(jié)桿(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)將驅(qū)動(dòng)內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)同步轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)主桿(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，主桿(5)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)鉆頭(13)轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)加壓系統(tǒng)(9)對(duì)支撐盤(pán)(11)施加軸向壓力，支撐盤(pán)(11)所承受的壓力將傳至鉆頭(13)并作用于巖芯(14)上；由于主桿(5)具有大長(zhǎng)徑比的特點(diǎn)，鉆頭(13)處將產(chǎn)生粘滑振動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的方法，其特征在于：所述鉆頭(13)處的粘滑振動(dòng)通過(guò)緊鄰鉆頭(13)的支撐盤(pán)(11)的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行表征，支撐盤(pán)(11)的轉(zhuǎn)速特性由速度傳感器(12)測(cè)定，速度傳感器(12)所測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理與分析；所述加壓系統(tǒng)(9)可對(duì)支撐盤(pán)(11)提供不同數(shù)值的軸向壓力。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆柱粘滑振動(dòng)的方法，其特征在于：在鉆進(jìn)過(guò)程中，隨著鉆進(jìn)的不斷進(jìn)行鉆頭(13)將產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，主桿(5)帶動(dòng)內(nèi)調(diào)節(jié)桿(4)一起軸向運(yùn)動(dòng)，與主桿(5)通過(guò)上軸承(7)連接的扶正筒(6)及扶正架(8)也同步軸向移動(dòng)，加壓系統(tǒng)(9)的加載裝置不斷伸長(zhǎng)。