[发明专利]一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试平台

说明书

本发明公开了一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试平台,结构包括测试平台安装支架，安装支架上从左到右依次水平安装设置加载液压缸、被测装置、夹持手爪和调速液压缸，其中加载液压缸与比例溢流阀连接，调速液压缸与比例调速阀连接，工业控制计算机通过PLC控制器与比例溢流阀和比例调速阀相连接，比例溢流阀控制加载液压缸，比例调速阀控制调速液压缸。该测试平台设计简单、合理、操作简便，满足对自调节装置的测试所需要的工作环境和实验条件，且成本控制也很好，具有很好的推广和应用价值。

技术领域

本发明属于石油钻井领域，涉及一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试平台。

背景技术

PDC钻头也是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是地质钻探行业常用的一种钻井工具。石油勘探用复合片钻头，主要是应用在油气田的钻采用钻头。目前来说，油田用复合片钻头是所有复合片钻头里面造价最高，要求最高的。

黏/滑一直是钻井行业面临的主要挑战。黏/滑造成的动态不稳定性不仅会引起钻头过早损坏，而且还会导致BHA组件损坏和扭断。切削深度（depth of cut，以下简称DOC）控制技术是钻头设计技术进步的一个重要里程碑，该技术减缓了黏/滑振动，极大地拓宽了PDC钻头的应用范围。

自适应钻头是针对钻头引起的黏滑问题提出的一种创新技术，能随着钻进环境变化自动调整钻头切削深度，通过切削深度控制装置抵消部分冲击，避免钻齿过度咬入地层，从而提高钻进效率，降低钻井成本。PDC钻头的自调节装置通过被动式液压机械反馈机构实现。从图2可以看出，该装置包括一个内置液压油的活塞式液压缸，不含任何电子元件，可靠性强。固定在钻头体的内部，可更换，易于在刀翼中安装和拆卸。金刚石垫片安装在活塞杆上，从钻头表面延伸出来，通过速率敏感收缩和快速伸张行程对外部载荷做出反应。

自调节装置对自适应PDC钻头的正常工作性能影响至关重要，因此需要反复测试才能获得最佳结构数据。对自调节装置的测试同时需要有利的工作环境才能有助于提高实现测试的标准，因此实验条件及成本控制也是需要考虑的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构设计简单合理，成本低，满足现有监测试验需求的一种PDC钻头自调节装置工作性能测试平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试平台，其特征在于，结构包括测试平台安装支架，安装支架上从左到右依次水平安装设置加载液压缸、被测装置、夹持手爪和调速液压缸，被测装置右侧末端与夹持手爪通过紧固螺钉固定连接，被测装置通过夹持手爪与调速液压缸的活塞杆进行固定连接，连接后被测装置可以同调速液压缸的活塞杆一起运动，被测装置的左侧端部与加载液压缸的活塞杆右侧端部相吻合接触设置，其中加载液压缸与比例溢流阀连接，调速液压缸与比例调速阀连接，工业控制计算机通过PLC控制器与比例溢流阀和比例调速阀相连接，比例溢流阀控制加载液压缸，比例调速阀控制调速液压缸。

作为优选，所述夹持手爪上通过连接件固定安装有平行光源发射器和光敏接收器，平行光源发射器和光敏接收器分别位于被测装置的两侧。

作为优选，所述平台安装支架中间位置横向设置有可开闭的圆柱筒形保温罩，被测装置、夹持手爪、平行光源发射器及光敏接收器设置在保温罩密闭空间内部，保温罩内上部安装设置有电加热器和温度传感器。

作为优选，所述电加热器、温控传感器、平行光源发射器和光敏接收器分别与工业控制计算机相连接。

本发明的有益效果是：

该测试平台设计简单、合理、操作简便，满足对自调节装置的测试所需要的工作环境和实验条件，且成本控制也很好，具有很好的推广和应用价值。

附图说明