[发明专利]一种模拟深水钻井工况下隔水管力学特性的试验装置

权利要求书

1.一种模拟深水钻井工况下隔水管力学特性的试验装置，由支撑装置、海浪模拟装置、钻井模拟装置、隔水管张紧系统、隔水管偏转系统、液压系统、空气压缩系统、数据采集系统组成，其特征在于：所述海浪模拟装置与支撑装置的水池连接在一起，钻井模拟装置通过隔水管张紧系统和隔水管偏转系统与支撑装置连接；液压系统和空气压缩系统控制钻井模拟装置，所有数据最终都传入数据采集系统中；所述支撑装置是用于钻杆系统的支撑连接，支撑装置包括用于进行试验的水池(16)和架设在水池(16)上方的支撑架体(5)，支撑架体(5)通过支撑座(3)固定在水池(16)上方；支撑架体(5)上设置有连接架(7)，从而与隔水管张紧系统相连；所述隔水管张紧系统由连接架(7)、张紧环(4)、钢丝绳(6)组成，支撑架体(5)上的连接架(7)通过钢丝绳(6)和试验用隔水管(2)上的张紧环(4)相连，张紧环(4)固定在试验用隔水管(2)上部；所述海浪模拟装置由在水池内壁上自上而下分布的4个潜水泵(1)及供水系统组成；所述钻井模拟装置由钻杆(12)、钻头(14)、油缸(8)、油马达(9)组成，钻杆(12)位于试验用隔水管(2)内部，钻头(14)连接在钻杆(12)下方，可完全模拟在钻井过程中，钻杆对隔水管产生激振力的情况；所述隔水管偏转系统主要由下部挠性装置(13)组成，下部挠性装置(13)固定在水池(16)底部，用于放置试验用隔水管(2)，隔水管偏转系统是用来模拟隔水管在海浪作用以及平台漂移下的偏转情况；所述液压系统与钻井模拟装置的油缸(8)和油马达(9)连接在一起，能对油缸(8)和油马达(9)进行控制；所述空气压缩系统连接在钻井模拟装置的接头(10)上，由空气压缩机(31)和空气压缩机控制装置(30)组成；空气压缩机控制装置(30)与数据采集与控制器(27)连接，由主控工作站(28)进行控制；所述数据采集系统由应变片(11)、应变片数据采集仪(29)组成，应变片数据采集仪(29)与数据采集与控制器(27)相连，数据传输到主控工作站(28)上。

2.根据权利要求1所述的一种模拟深水钻井工况下隔水管力学特性的试验装置，其特征在于：油马达(9)下面设置有接头，钻井模拟装置通过接头与支撑装置连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种模拟深水钻井工况下隔水管力学特性的试验装置，其特征在于：一方面，进油管线从油箱(25)出发，依次与过滤器(23)、油泵(22)、调压阀(20)相连，再连接到电控换向阀(19)上，最后连接到油缸(8)上；回油管线从油缸(8)出发，经过调压阀(18)连接到电控换向阀(19)上，再连接到油箱(25)；另一方面，进油管线同样从油箱(25)出发，依次与过滤器(23)、油泵(22)、调压阀(20)相连，再连接到电控换向阀(19)上，最后连接到油马达(9)上；回油管线从油马达(9)出发，连接到电控换向阀(19)上，再连接到油箱(25)；所述油泵(22)与油泵电机(24)相连，油泵电机(24)与油泵电机控制器(26)相连；油泵电机控制器(26)与电控换向阀(19)一道连接到数据采集与控制器(27)上，数据采集与控制器(27)与主控工作站(28)相连，受主控工作站(28)控制；所述油缸(8)上还设有油缸位移传感器(17)，直接连接到数据采集与控制器(27)上。