[发明专利]一种用于测量模拟钻井中钻头侧向力及轴向力的装置

权利要求书

1.一种用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，包括：密封筒、模拟钻铤、弹性测力片、模拟钻头、弹性片紧固螺栓、六面形安装底座、拉压传感器、拉压传感器与安装底座连接螺栓、固定端底座、拉压传感器与固定端底座连接螺栓；其特征在于：密封筒后端通过固定端底座密封；六面形安装底座前端为正六棱柱体、后端为圆柱体，正六棱柱体的中部开设有凹槽；拉压传感器的前端与安装底座通过链接螺栓连接成整体；拉压传感器的后端通过螺栓与固定端底座连接；六面形安装底座的每个面上设有一个弹性片，每个弹性片通过两个紧固螺栓固定在六面形安装支座侧面上，形成60度分布的六面形的测力环，测力环的内切圆内径等于或小于模拟钻头的直径；在弹性测力片两面上位于正六棱柱体的凹槽位置粘贴专用应变片，以构成半桥连接的应变式测力传感器，测量数据传输线路从密封筒表面的开孔引出；模拟钻铤与模拟钻头固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：密封筒为前端直径小后端直径大的圆筒；密封筒后端的内表面加工有内螺纹，固定端底座设有外螺纹，密封筒后端与固定端底座螺纹连接。

3.根据权利要求1-2所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：模拟井筒的外径与密封筒的前端外径相同，模拟井筒、密封筒的前端通过密封接头与相连。

4.根据权利要求1-3所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：圆柱体的直径比正六棱柱体的外接圆的直径大。

5.根据权利要求1-4所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：模拟钻铤与模拟钻头通过螺纹连接，模拟钻铤、模拟钻头的轴线与安装底座的轴线重合。

6.根据权利要求1-5所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：使弹性片与钻头在初始状态下接触；通过改变弹性片的厚度可以达到改变测力量程的效果，实现不同情况下的模拟实验。

7.根据权利要求1-6所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：弹性片用弹簧钢加工制作。

8.根据权利要求1-7所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：拉压传感器采用LC1102型拉压传感器，能将钻压信号转变为电压信号，通过信号处理得到钻压数值。

9.根据权利要求1-8所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：密封接头分两层，内层为橡胶，外层为金属。

10.根据权利要求1-9所述的用于测量模拟井底钻头受到的轴向力和侧向力的测力装置，其特征在于：需在密封筒上开孔，孔与线缆之间通过环氧树脂密封。