[發(fā)明專利]一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112855019A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 史玉才;白璟;陳萱;管志川;張繼川;廖華林;張斌;陳新;李雷;廖沖;岳德勝;常迪;張文盛;邵光昊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B49/00
• 代理公司: 青島智地領創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，包括實驗臺、加壓裝置、模擬裝置和鉆頭受力監(jiān)測裝置；

所述加壓裝置、模擬裝置和鉆頭受力監(jiān)測裝置依次設置于實驗臺頂面，實驗臺一側設置有調節(jié)裝置(1)；

所述加壓裝置包括加壓手輪(2)和壓力加載板，壓力加載板置于移動底座內，頂面設置有壓力傳感器(3)，底面通過加載絲杠與加壓手輪(2)相連接；

所述模擬裝置包括模擬井筒(6)、模擬鉆桿(7)、模擬旋轉導向工具(9)、模擬鉆頭(12)和巖心，巖心置于巖心底座(13)內，模擬旋轉導向工具(9)一端與緊貼巖心表面的模擬鉆頭(12)相連接，另一端與模擬鉆桿(7)底端相連接，模擬旋轉導向工具(9)與模擬鉆桿(7)外側均套有模擬井筒(6)，模擬旋轉導向工具(9)兩端設置有旋轉密封套，與模擬井筒(6)密封形成密閉空間，模擬鉆桿(7)頂端穿過伺服電機(4)與壓力加載板底面相接觸，伺服電機(4)帶動模擬鉆桿(7)轉動，模擬鉆桿(7)靠近伺服電機(4)一側設置有轉速傳感器(5)；

所述鉆頭受力監(jiān)測裝置包括旋轉手輪(15)和受力監(jiān)測板(14)，受力監(jiān)測板(14)置于移動底座內，旋轉手輪(15)通過加載絲杠與受力監(jiān)測板(14)頂面相連接，受力監(jiān)測板(14)底面設置有側向力傳感器和壓力傳感器，側向力傳感器和壓力傳感器均緊貼于巖心表面；

所述模擬旋轉導向工具(9)包括旋轉芯軸(16)、非旋轉套(19)和下主軸短節(jié)(22)，非旋轉套(19)中間位置處沿周向等間距設置有翼肋槽(20)，翼肋槽(20)中心處設置有圓孔，碟簧嵌于圓孔內，翼肋疊放于碟簧頂部置于翼肋槽(20)內，非旋轉套(19)兩端內側設置有非旋轉套內臺階(21)、外側設置有推力組合滾針軸承(18)，靠近模擬鉆頭(12)的推力組合滾針軸承(18)固定于下主軸短節(jié)(22)和非旋轉套內臺階(21)之間，遠離模擬鉆頭(12)的推力組合滾針軸承(18)固定于上主軸臺階(17)和非旋轉套內臺階(21)之間，旋轉芯軸(16)底端依次穿過上主軸臺階(17)和推力組合滾針軸承(18)與下主軸短節(jié)(22)頂端相連接，下主軸短節(jié)(22)底端與模擬鉆頭(12)相連接，旋轉芯軸(16)頂端依次通過扶正器(24)和柔性短節(jié)(23)與模擬鉆桿(7)相連接；

所述模擬井筒(6)對應模擬旋轉導向工具非旋轉套(19)翼肋槽(20)圓孔處設置有孔眼，位移傳感器(10)嵌于孔眼內部并與翼肋相接觸。

2.根據權利要求1所述的一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，所述模擬鉆桿(7)包括多根鉆桿，相鄰鉆桿之間采用螺紋連接。

3.根據權利要求1所述的一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，所述模擬井筒(6)包括多個透明井筒，相鄰透明井筒之間采用法蘭連接。

4.根據權利要求3所述的一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，所述模擬井筒(6)對應模擬旋轉導向工具(9)位置處采用加粗井筒(11)。

5.根據權利要求1所述的一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，所述模擬井筒(6)通過井筒支架(8)固定于實驗臺頂面。

6.根據權利要求1所述的一種用于模擬靜態(tài)推靠式旋轉導向工具調控方式的實驗裝置，其特征在于，所述模擬旋轉導向工具(9)非旋轉套(19)上各翼肋槽(20)周向間隔度數為120°。