[发明专利]弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置及方法，该弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置包括：检测台；泥浆供给部，泥浆供给部设置在检测台上，泥浆供给部与弯曲管柱相连通，用于给弯曲管柱提供泥浆；钻柱组件，钻柱组件安装在检测台上，钻柱组件包括钻柱，钻柱穿设在弯曲管柱中；感应器，感应器设置在检测台上，感应器设置在钻柱的上端，感应器用于感应钻柱受到的扭矩及轴向应力；调节部，调节部设置在检测台上，用于调节弯曲管柱的曲率，通过调节弯曲管柱的曲率，以使感应器得到钻柱在不同曲率的弯曲管柱中的受力数据。通过模拟钻柱在弯曲管柱内部的运动，得到准确的钻柱受力数据，以使弯曲管柱内部泥浆润滑性的分析更加准确。

技术领域

本发明涉及弯曲管柱内部泥浆润滑性检测设备技术领域，具体而言，涉及一种弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置及方法。

背景技术

石油钻井过程中，钻井管柱的受力分析是钻井设计和作业过程中研究的重点之一。对直井防斜、定向井轨迹控制、大位移井摩阻计算、套管设计等过程的综合计算分析具有重要意义。目前，许多数学和力学的工具被应用在该问题上，包括微元分析法、有限单元法、有限差分法、纵横弯曲法等。但是，由于现场验证难度大、不确定因素多，这一过程的计算分析存在很大问题。

随着钻井技术的进步，水平段井眼轨迹亦会由于各种需求形成多弯曲井眼轨迹。屈曲管柱在井眼和套管中的摩擦阻力是计算中的重点之一；一方面，在下套管过程中，摩擦力过大会造成套管下放困难，另一方面，钻井过程中，如果摩擦阻力太大，会显著降低钻压，并且引起钻井管柱和套管之间的磨损，造成一系列损失。对于弯曲套管中，钻井管柱的受到的摩擦阻力通常采用经验法将屈曲引起的阻力简化为综合摩擦系数考虑。这种简化方法与实际情况差距较大，不能较准确地反映实际情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置及方法，以解决现有技术中的弯曲管柱内部泥浆润滑性检测不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置，该弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置包括：检测台；泥浆供给部，泥浆供给部设置在检测台上，泥浆供给部与弯曲管柱相连通，用于给弯曲管柱提供泥浆；钻柱组件，钻柱组件安装在检测台上，钻柱组件包括钻柱，钻柱穿设在弯曲管柱中；感应器，感应器设置在检测台上，感应器设置在钻柱的上端，感应器用于感应钻柱受到的扭矩及轴向应力；调节部，调节部设置在检测台上，用于调节弯曲管柱的曲率，通过调节弯曲管柱的曲率，以使感应器得到钻柱在不同曲率的弯曲管柱中的受力数据。

进一步地，弯曲管柱内部泥浆润滑性检测装置还包括：分析计算器，分析计算器与感应器电连接，以得到钻柱的位移-应力曲线。

进一步地，钻柱组件还包括动力装置，动力装置设置在检测台的顶部，以驱动钻柱的上下移动及旋转。

进一步地，检测台包括平台和垂直设置在平台上的立架，动力装置、泥浆供给部及调节部自上至下依次设置在立架上。

进一步地，泥浆供给部包括：储存罐，储存罐安装在立架上，储存罐的底部设置有导向斜面；泥浆管路，泥浆管路的第一端与储存罐连通，泥浆管路的第二端与弯曲管柱连通。

进一步地，泥浆供给部还包括：控制阀，控制阀设置在泥浆管路上，以控制泥浆管路的通断。

进一步地，调节部包括水平推拉装置，水平推拉装置的输出端与弯曲管柱的底端铰接。

进一步地，水平推拉装置包括液压缸和设置在液压缸上的推柱，推柱与弯曲管柱的底端铰接。

进一步地，钻柱组件还包括：安装座，安装座安装在立架的顶部，并垂直于立架，动力装置安装在安装座上，动力装置的输出轴与立架平行。