[发明专利]一种超深井钻进模拟实验装置

权利要求书

1.一种超深井钻进模拟实验装置，它主要由钻进系统、高压釜系统、岩样加热与加压系 统、检测系统和数据采集系统、微机数据处理系统(21)组成；其特征在于，

所述的钻进系统由架体、动力头系统、钻井液系统、液压系统组成，

所述的架体由机座(3)、导轨座(14)、立柱(4)组成，机座(3)为整个实验台的 底座，立柱(4)安装在底座两侧，导轨座(14)安装在两个立柱上；

所述的动力头系统由变频电机(13)、钻杆(19)、水龙头(16)、钻头(23)组成， 变频电机(13)安装在导轨座(14)上，变频电机(13)的输出端接有水龙头(16)的 传输端，水龙头(16)的输入端接到钻井液系统的输出接口，水龙头(16)的输出端接 有钻杆(19)，钻杆(19)上装有钻进参数检测系统，钻杆的输出端接有钻头(23)；

所述的钻井液系统由高压泥浆泵(15)、钻井液流量计(L1)、钻井液、钻井液收集容 器(2)和管道组成，泥浆泵(27)通过管道与钻井液流量计(L1)连接，经过水龙头(16) 将钻井液输入到高压釜系统内，钻井液通过钻井液出口(1)经管道流入钻井液收集容器 (2)中；

所述的液压系统由油箱、液压泵、液压阀和液压缸(11)组成，液压泵一端通过油管 和油箱连接，另一端与液压缸相连接，液压缸通过上下两个支座(10)固定在顶板(12) 上，液压系统主要分为三条支路，一条支路控制钻进系统的钻进，一条支路控制高压釜 系统的打开和关闭，另外一条支路控制岩样夹持加压机构(24)对岩样的加压力；

所述的高压釜系统主要由动密封装置(9)、压力容器(18)、钻杆柱(19)、钻头(23)、 箍(25)、实验台(29)组成，压力容器上含有气体出口(8)、压力表(7)、观察窗、进气口 (28)、钻井液出口(1)，压力容器内部为反应腔，压力容器的上下部分通过箍(24)密封式 固定连接，压力容器顶部开有钻杆孔，钻杆柱(19)穿过钻杆孔，钻杆柱(19)与压力容器 动密封装置(9)相连接，钻杆柱(19)的一端与钻头(23)相连接并位于反应腔内，另一端 与微型钻机相连接；

所述的岩样加热与加压系统主要由岩样夹持加压机构(24)、加热电阻丝和测温热电偶组 成，岩样夹持加压机构(24)的作用是夹持岩样、并小范围的移动岩样，通过液压系统对岩 样进行加压，岩样夹持加压机构周围有所述加热电阻丝和测温热电偶，对岩样进行加热和温 控；

供气与增压装置由管道与高压釜系统的进气口(28)相连，导轨座(14)通过立柱(4) 与机座(3)相连接，钻进系统安装在导轨座(14)上通过液压系统在高压釜系统内实现钻进 运动，岩样(6)固定在实验台上，通过加热电阻丝对岩样进行加热，通过岩样夹持加压机构 (24)对岩样进行加压，数据采集系统安装在钻杆上，数据采集系统通过导线与PLC(22) 和微机数据处理系统(21)相连接。

2.根据权利要求1所述的超深井钻进模拟实验装置，其特征是所述的检测系统由钻进参 数检测系统和温度、压力检测系统组成，其中钻进参数检测系统主要由钻压传感器、扭矩传 感器、转速传感器、进尺传感器组成，钻压传感器、扭矩传感器、转速传感器、进尺传感器 分别由导线与PLC(22)相连接，温度、压力则分别由温度传感器和压力表读出。