[發明專利]一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺

有效

• 申請號: 201710464125.3
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107024348B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 周思柱;孫文斌;李美求;黃天成
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01D21/02
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 周宗揚

1.一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺，它由試驗控制裝置、底座（1）、加載機構、傳動機構（3）、傾角變換架（4）和井下動力鉆具（2）構成，底座（1）上通過傾角變換架（4）活動安裝有井下動力鉆具（2）；傾角變換架（4）前端的底座（1）上裝有傳動機構（3），傾角變換架（4）后端設置有絞盤（29），絞盤（29）由絞盤繩（30）通過定滑輪（31）與井下動力鉆具（2）連接；其特征在于：傳動機構（3）一側的底座（1）上裝有加載機構，井下動力鉆具（2）通過傳動機構（3）與加載機構連接；所述的井下動力鉆具（2）下方一側設置有循環水箱（34），循環水箱（34）上方設置有分水器（35），分水器（35）通過分水器連通管A（36）與井下動力鉆具（2）連通，分水器（35）通過分水器連通管B（38）與循環水箱（34）連通，循環水箱（34）通過連通軟管（39）與井下動力鉆具（2）連通，所述的井下動力鉆具（2）、加載機構、傾角變換架（4）分別與試驗控制裝置連接；所述的井下動力鉆具（2）由殼體（5）、動力軸（6）、上圓錐滾子軸承（7）、下圓錐滾子軸承（8）、上整流柵（9）、下整流柵（10）和渦輪（11）構成，殼體（5）內通過對稱設置的上圓錐滾子軸承（7）和下圓錐滾子軸承（8）安裝有動力軸（6）；動力軸（6）的一端延伸至殼體（5）外端，上圓錐滾子軸承（7）和下圓錐滾子軸承（8）之間的殼體（5）內通過襯套（12）和壓緊套（13）裝有渦輪（11）；上圓錐滾子軸承（7）一側的殼體（5）內裝有上整流柵（9）；下圓錐滾子軸承（8）與渦輪（11）之間的殼體（5）內裝有下整流柵（10）；所述的傳動機構（3）由活動支座（20）、固定支座（21）、聯軸器（22）、大錐齒輪（23）、小錐齒輪（24）、圓柱滾子軸承（25）、水平軸（26）、圓錐滾子軸承（27）和豎直軸（28）構成，固定支座（21）上通過圓柱滾子軸承（25）安裝有活動支座（20）和水平軸（26），水平軸（26）上固裝有小錐齒輪（24），活動支座（20）上通過圓錐滾子軸承（27）安裝有豎直軸（28），豎直軸（28）一端固裝有大錐齒輪（23），大錐齒輪（23）與小錐齒輪（24）嚙合連接，豎直軸（28）另一端設置有聯軸器（22），豎直軸（28）通過聯軸器（22）與延伸至殼體（5）外端的動力軸（6）連接；所述的連通軟管（39）上依次安裝有入口壓力傳感器、出口流量傳感器、入口流量傳感器、安全閥、五缸柱塞泵、管道泵和電磁閥；入口壓力傳感器、出口流量傳感器、入口流量傳感器、安全閥、五缸柱塞泵、管道泵和電磁閥分別與試驗控制裝置連接；所述的傾角變換架（4）由對稱設置的傾角支架（15）構成，傾角支架（15）呈扇形體，傾角支架（15）上設置有內滑槽（16）和外滑槽（17）；與內滑槽（16）和外滑槽（17）對應的傾角支架（15）內壁上設置有內側固定板（18），內側固定板（18）上間隔設置有固定凹槽（19），傾角變換架（4）上裝有傾角傳感器，用于檢測井下動力鉆具（2）的工作角度；工作時，通過絞盤（29）可調整井下動力鉆具在傾角變換架（4）上的工作角度，試驗過程中由五缸柱塞泵、管道泵提供動力液，從而帶動井下動力鉆具（2）的動力軸（6）轉動，并通過加載機構對動力軸（6）施加載荷，試驗參數通過傳感器上傳試驗控制裝置，模擬不同類型的井下動力鉆具在不同傾斜角度下的工作特性。

2.根據權利要求1所述的一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺，其特征在于：所述的渦輪（11）包括定子和轉子；所述轉子通過鎖緊螺母和軸套進行壓緊定位。

3.根據權利要求1所述的一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺，其特征在于：所述井下動力鉆具（2）的殼體（5）上對稱設置有連接栓（14），井下動力鉆具（2）通過連接栓（14）與傾角支架（15）的滑槽配合與傾角變換架（4）滑動連接。

4.根據權利要求1所述的一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺，其特征在于：所述的下圓錐滾子軸承（8）一側的殼體（5）上設置有連通口（37）。

5.根據權利要求1所述的一種石油井下動力鉆具物理性能測試模擬機臺，其特征在于：所述的加載機構由磁粉制動器（32）、聯軸器（22）和扭矩測試儀（33）構成，磁粉制動器（32）通過聯軸器（22）與扭矩測試儀（33）連接；扭矩測試儀（33）通過聯軸器（22）與水平軸（26）連接。