[發明專利]液動錘性能參數測試裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 201611183314.5
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106813911B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 黃雪琴;孟慶昆;胡貴;鄭曉峰
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

本發明公開了一種液動錘性能參數測試裝置及其測試方法，其涉及石油天然氣鉆井領域，該液動錘性能參數測試裝置包括：液動錘；供液系統，所述供液系統包括設置有變頻電機的泵，所述泵與所述液動錘相連接；與所述泵相連通的壓力測試裝置，其用于測試所述泵的泵壓；與所述泵連接的流量檢測裝置，其用于測試所述泵的排量；與所述泵相電性連接的控制系統，其用于控制所述泵的功率。該液動錘性能參數測試裝置及其測試方法能夠測試液動錘在小泵壓和小排量下的性能參數，并推導得到不同鉆井泵壓參數和排量參數下的活塞節流孔尺寸，為液動錘現場試驗和應用時選擇活塞節流孔尺寸提供依據。

技術領域

本發明涉及石油天然氣鉆井領域，特別涉及一種液動錘性能參數測試裝置及其測試方法。

背景技術

近年來，隨著油氣鉆井逐步走向深層，在深層中的硬地層鉆速慢的難題日益突出。沖擊鉆井技術是解決硬地層鉆速慢難題的有效方法之一，通過在鉆頭上部安裝一個沖擊器，依靠高壓流體驅動沖擊器所產生的高頻沖擊力不斷地施加給鉆頭，實現高效破碎堅硬巖石的目的。

適用于液體鉆井介質中的沖擊器稱為液動錘，該裝置沖擊功能的實現必須合理設計活塞下部的節流孔尺寸。通常需要建立數學模型，分析系統沖擊作用過程流體速度與壓力的關系，計算得到液動沖擊發生裝置的性能參數，并得到合理的節流孔尺寸，但理論設計存在一定的誤差，需要實驗驗證。由于實際油氣鉆井排量大于30L/s，壓力大于10MPa，必須要采用大功率大排量的鉆井泵進行實驗，而常規的油氣鉆井實驗室鉆井排量低于10L/s，難以滿足測試要求；此外現場作業中不同的鉆井排量和泵壓條件下的活塞節流孔尺寸是不相同的，針對每一組鉆井排量和泵壓參數組合下的活塞節流孔尺寸進行測試顯然是不可取的。為此需要建立一種新型液動錘性能測試裝置和測試方法，在現有實驗泵排量(<10L/s)和泵壓(<10MPa)下測試液動錘的性能參數，并建立不同鉆井排量參數和泵壓參數下的活塞節流孔的尺寸，為液動錘現場試驗和應用時選擇節流孔尺寸提供依據。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明實施例所要解決的技術問題是提供了一種液動錘性能參數測試裝置及其測試方法，其能夠測試液動錘在小泵壓和小排量下的性能參數，并推導得到不同鉆井泵壓參數和排量參數下的活塞節流孔尺寸，為液動錘現場試驗和應用時選擇活塞節流孔尺寸提供依據。

本發明實施例的具體技術方案是：

一種液動錘性能參數測試裝置，其包括：

液動錘；

供液系統，所述供液系統包括設置有變頻電機的泵，所述泵與所述液動錘相連接；

與所述泵相連通的壓力測試裝置，其用于測試所述泵的泵壓；

與所述泵連接的流量檢測裝置，其用于測試所述泵的排量；

與所述泵相電性連接的控制系統，其用于控制所述泵的功率。

在一種優選的實施方式中，所述控制系統還與所述壓力測試裝置、所述流量檢測裝置相電性連接，所述控制系統還用于采集并記錄所述壓力測試裝置和所述流量檢測裝置的測得的數值。

在一種優選的實施方式中，所述液動錘性能參數測試裝置還包括試驗臺架，所述液動錘通過繩索懸掛在所述試驗臺架上，所述液動錘具有液體進口與液體出口，所述液體進口朝向上方，所述液體進口與所述供液系統相連接。

在一種優選的實施方式中，所述泵的最大泵壓小于所述液動錘的設計壓降，所述泵的排量小于所述液動錘的排量。

在一種優選的實施方式中，所述流量檢測裝置為流量計。

一種用于上述液動錘性能參數測試裝置的液動錘性能參數測試方法，所述液動錘包括具有流道的活塞，所述流道上具有節流孔；所述液動錘性能參數測試方法包括：

控制所述液動錘的節流孔封閉或打開程度的大小；