[发明专利]一种旋转导向系统导向能力测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转导向钻井技术领域的一种导向能力测试装置，具体是一种旋转导向系统（或工具）导向能力测试装置。

背景技术

旋转导向钻井技术在国内外钻井行业的应用日趋增多，取得了巨大的经济效益。由于旋转导向钻井技术工作过程中的导向巴掌推力特征、推靠位置及其受到井底粘滑、钻铤转速等因素的影响，就需要专门的导向能力测试装置来检验检验旋转导向机构的性能指标，指导相关设备的软硬件设计与改进。

国外技术公司能够提供系统的旋转导向钻井技术服务和商业化的旋转导向钻井工具。如斯伦贝谢、贝壳休斯等大型石油仪器公司都自行研制开发了相关的旋转导向工具及导向能力测试设备，通过在地面条件下模拟使国外公司旋转导向钻井工具的可靠性和市场竞争力大大提高。这些测试设备均属国外公司自行研制开发和自己应用，由于技术保密的缘故，尚无相关技术信息的公开。

国内由于起步较晚，尚未开发出类似的导向能力测试设备。几家研究机构虽然开展了这方面的工作，多数处在实验室阶段。并且由于各个研究机构的技术水平参差不齐，自行研制、仿制的旋转导向钻井工具工作过程中出现故障的频率较高，给实际的钻井生产带来了不必要的损失，部分甚至延误钻井工期，直接影响了国产旋转导向钻井工具的使用和产业化进程。

发明内容

本发明目的是针对国外技术的封锁和国内技术的空白状态，提供一种测量导向机构工作过程中产生的推靠力大小与推靠位置，为导向机构控制系统与控制算法的改进、机械与传动机构的优化等工作提供技术保障的旋转导向系统导向能力测试装置。

本发明的技术方案：

一种旋转导向系统导向能力测试装置，主要由测试井筒、应变片模块及应变测量模块组成，其中应变测量模块包括以太网机箱和测试计算机，测试井筒一端封闭，另一端设有与旋转导向工具固连的密封转盘，应变片模块设在测试井筒的外周边，并与固连后的旋转导向工具中的导向巴掌区域相对应。

上述方案还包括：

应变片模块包括四组应变片，并均匀分布在测试井筒的外周边；其中一组测量应变片和一组补偿应变片组合为第一组应变片模块组，另一组测量应变片和另一组补偿应变片组合为第二组应变片模块组。

上述方案进一步包括：每组应变片的数量为16个。

两组应变片模块组中，每四个测量应变片和对应的补偿应变片的引线连接到一个引线端子。

在测试井筒外部设有连接线安装支架，该支架由输入端子区及输出端子区组成，输入端子区与测试井筒外壁上引线端子排连接，输出端子区与应变测量模块的以太网机箱连接。

测试井筒设有模拟水平井入井角度调节支架，水平角度为0°-10°调节。

测试井筒的封闭端设有泄压堵头。

本发明的旋转导向系统导向能力测试装置，在测试井筒的导向巴掌区域安装测量应变片，测量旋转导向工具工作时巴掌推出时对井筒的应力，通过连接线安装支架把测量的数据传输至应变测量模块进行分析，从而判断巴掌推出的位置及力的大小，进一步分析旋转导向工具的导向能力。

本发明的优点在于：通过测量导向机构推靠在井筒轴向、径向应力与应变，实现推靠力的大小、推靠力作用位置的准确测定；完成影响导向能力的钻铤转速波动、钻井液压力大小、井底粘滑等因素的评价。

附图说明

图1为本发明一种典型实施例的结构示意图

图2应变片模块布置方案图

图3应变片在展开的测试井筒井外壁的定位示意图

图4连接线安装支架部分示意图

图5应变测量模块部分示意图

图中：

1测试井筒2旋转导向工具 3导向巴掌

4应变片模块5密封转盘 6泄压堵头

7测量应变片A组 8测量应变片B组9补偿应变片C组

10 补偿应变片D组 11 引线端子排 12 输入端子

13 输出端子14 输入端子区 15 输出端子区

16 连接线安装支架17 插头座 18 以太网机箱

19 电源插座20 计算机插座 21 计算机

22 应变测量模块。

具体实施方式

实施例1

一种旋转导向系统导向能力测试装置，主要由测试井筒、应变片模块及应变测量模块组成，其中应变测量模块包括以太网机箱和测试计算机，测试井筒一端封闭，另一端设有与旋转导向工具固连的密封转盘，应变片模块设在测试井筒的外周边，并与固连后的旋转导向工具中的导向巴掌区域相对应。