[發明專利]鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架

有效

• 申請號: 202210158219.9
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114526936B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 田家林;唐磊;熊長青;毛蘭輝;宋豪林;王卓漢
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;四川諧銘科技有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 重慶縱義天澤知識產權代理事務所(普通合伙) 50272
• 代理人: 曾娟

本發明屬于油氣井工程與機械工程領域，具體涉及鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架。采用的技術方案為：鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架，所述鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架包括臺架基體、驅動裝置、進水裝置、輔助裝置、回水裝置、聯軸器、測試儀器及負載裝置。所述驅動裝置包括調速電機、減速器、齒輪和升降機構；所述進水裝置包括靜止軸、箱體、驅動軸，同時實現進水和驅動功能；輔助裝置包括滾動支撐、液壓缸、支撐架、驅動電機，輔助支撐被測試工具；回水裝置包括腔體、快拆接頭、安裝架，傳遞扭矩和回水；負載裝置模擬底部負載。本發明提供一種用于液力鉆井工具壓力、扭矩、轉速同步測量的鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架，操作簡單、試驗高效。

技術領域

本發明屬于油氣工程與機械工程領域，具體涉及鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架。

背景技術

隨著鉆井技術向超深井方向的不斷發展，一種石油鉆井用的鉆柱全旋轉液力控制器鉆井工具可極大減少鉆井成本。鉆柱全旋轉液力控制器利用液力和機械之間的耦合，實現復合鉆井和定向鉆井，鉆柱全旋轉液力控制器鉆井工具重要輸入參數上部壓力、轉速，輸出參數為下部扭矩、轉速、壓力參數。為了在新工具研發減少時間成本，定量研究液力控制器鉆井工具性能參數，包括液力控制器鉆井工具上部輸入壓力、轉速、扭矩與下部輸出壓力、轉速、扭矩之間的對應關系，鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架實現在不同負載條件下對液力控制器鉆井工具壓力、轉速、轉矩測量。

現有的臺架測試平臺及技術中，井下工具測試臺架能對鉆壓、壓降、振蕩、位移、加速度參數進行同部測量測試，但針對鉆柱全旋轉液力控制器井下工具，試驗時既不能對輸入參數轉速進行控制，也不能對輸出扭矩、輸出轉速參數進行測量，更不能模擬鉆井負載條件。鉆井現場所使用的工業水龍頭雖可滿足周向驅動旋轉，通過控制輸入排量大小控制上部驅動轉速，同時被測試工具接通高壓液力介質，機械能和壓力能耦合后，損失一部分壓力能，轉化為工具下部的機械能。但水龍頭體積龐大，價格高昂，水龍頭在工作時需要專用高壓液壓站泵驅動。此外，帶有水龍頭的臺架測試平臺中無法模擬不同負載環境，不能定量測量下部輸出轉速、扭矩隨下部負載變化之間的關系。因此，水龍頭作為常用測試儀器設備具有高能耗、成本極高、功能匱乏、使用不便的突出特點，不適合作為實驗室內頻繁定量測試研究新工具的實驗平臺設備。新工具下井服務，在沒有完成實驗測試，貿然下井具有極大風險，會造成不可估量的經濟損失。實驗測試臺架的合理使用既可以驗證新工具功能，還能進一步研究性能參數之間的影響關系，為工具的工作機理研究提供參考依據，促進了石油鉆井工程所用到的液力偶合鉆井工具研發、性能優化，真正實現了鉆井工程的提速增效、節約時間、減少成本。

為此，我們為了驗證石油鉆井用液力控制器鉆井工具的功能和定量研究液力控制器鉆井工具性能參數，綜合評價液力控制器鉆井工具的使用效果，結合現有實驗條件，如何模擬井下負載變化，實現高效同步精確測量液力控制器鉆井工具上部壓降、扭矩、轉速及下部壓降、扭矩、轉速，探究液力控制器鉆井工具耦合關系是本領域渴望解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種靠驅動裝置驅動，測試儀器測量壓力、扭矩和轉速，負載裝置模擬負載的實驗臺架，可實現鉆井工程井下工具壓力、轉速和扭矩同步測量的鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：其特征在于：所述鉆柱全旋轉液力控制器試驗臺架包括臺架基體、驅動裝置、進水裝置、輔助裝置、回水裝置、聯軸器、測試儀器、負載裝置。