[实用新型]一种石油钻机钻井工况模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油工程钻井装备技术领域，涉及一种模拟工况用的装置，尤其涉及一种石油钻机钻井工况模拟装置。 

背景技术

在石油钻机钻井过程中，由于钻井深度和底下地质的不同，钻头与井壁的摩擦，钻杆的弹性形变这些因素造成了实际钻井过程中工况的复杂性，目前还没有行之有效的方法可以模拟出石油钻机钻井过程中井下的复杂工况。 

实用新型内容

为克服上述不足，本实用新型目的是提供了一种能够模拟出石油钻机钻井过程中的复杂工况，且结构简单、操作方便、适应性强的石油钻机钻井工况模拟装置。 

本实用新型的方案如下：一种石油钻机钻井工况模拟装置，该装置主要包括主体支架、电机驱动机构、钻柱模拟机构；电机驱动机构包括主变频电机与伺服电机，分别设置于主体支架的顶端与底端；两电机之间通过钻柱模拟机构进行连接。 

所述钻柱模拟机构部分包括上部质量块、钢丝绳和下部质量块，上部质量块与主变频电机主轴相连接，下部质量块与伺服电机主轴相连接。 

所述主体支架整体呈“门”字型；所述主体支架还包括滑轨装置；所述下部质量块固定在滑轨装置上。 

所述滑轨装置包括安装板与滑轨；所述滑轨与主体支架连接；所述安装板下设置的滑块能够沿着滑轨进行上下移动；所述下部质量块通过支架固定在安装板上。  

本实用新型结构简单、操作方便、适应性强。本实用新型是用动力学建模方法对实际钻柱旋转系统（由转盘、钻杆、钻铤和钻头组成）简化而来的，转盘、钻杆、钻铤和钻头可等效为上部质量块、弹簧钢丝绳、下部质量块，通过主变频电机用来模拟钻杆的旋转，伺服电机用来模拟钻头钻进中的地质工况，可模拟出石油钻机钻井的工况变化，即转盘转速的变化、钻柱旋转的动力学不同状态、井下摩擦力及其他粘滞阻力的变化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

一种石油钻机钻井工况模拟装置，该装置主要包括主体支架9、电机驱动机构、钻柱模拟机构；电机驱动机构包括主变频电机1与伺服电机7，分别设置于主体支架9的顶端与底端；两电机之间通过钻柱旋转模拟机构进行连接。钻柱模拟机构部分包括上部质量块2、钢丝绳3和下部质量块6，上部质量块2与主变频电机1主轴相连接，下部质量块6与伺服电机7主轴相连接。主体支架9整体呈“门”字型；主体支架9还包括滑轨装置，下部质量块6固定在滑轨装置上。滑轨装置包括安装板8与滑轨4；所述滑轨4与主体支架9连接；所述安装板8下设置的滑块10能够沿着滑轨4进行上下移动；所述下部质量块6通过支架11固定在安装板8上。 所述滑轨装置还包括可以调节所述安装板高低的手轮5。 

本实用新型通过主变频电机用来模拟钻杆的旋转，伺服电机用来模拟钻头钻进中的地质工况，可模拟出石油钻机钻井的工况变化，即转盘转速的变化、钻柱旋转的动力学不同状态、井下摩擦力及其他粘滞阻力的变化。

尽管上文对本实用新型的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。