[发明专利]一种井下测量仪器内外差异化打压测试工装及测试方法

说明书

本发明属于钻井工程技术领域，尤其是涉及一种井下测量仪器内外差异化打压测试工装及测试方法，其特征在于包括底部支座，U型固定架，承压筒，排气孔Ⅰ，与承压筒螺纹连接的外压堵头和内压堵头，设置在外压堵头中间的注水孔Ⅰ，通过转换接头Ⅰ与此注水孔Ⅰ相连接的外压管道，设置在内压堵头内的注水孔Ⅱ和排气孔Ⅱ，通过转换接头Ⅱ与此注水孔Ⅱ相连接的内压管道，设置在承压筒内的短节测试仪器，仪器堵头，沿仪器堵头圆周布置的滚动扶正块。本发明能够对短节式井下测量仪器进行整机打压试验，真实的模拟井下钻具在井下作业过程中同时受到内外钻井液压力影响时的受力状态，对研究不同内外钻井液压力对井下仪器测量钻压及扭矩的影响具有重要意义。

技术领域

本发明属于钻井工程技术领域，尤其是涉及一种井下测量仪器内外差异化打压测试工装及测试方法。

背景技术

钻井过程中，测量近钻头处的压力和扭矩对于现场技术人员实时了解井下工况和预防井下事故发挥了至关重要的作用，但是由于井下实际工况较为复杂，钻具除了承受钻压扭矩外，还会受到内外钻井液压力、温度、振动等因素的影响，是否能够修正误差进而准确地测量钻压和扭矩成为衡量仪器测量精度优劣的决定因素。

目前对井下钻压、扭矩的测量主要是基于应变测试技术：首先在测量短节上开槽打孔，然后将高精度应变片粘贴于测量槽内，同时安装信号放大器和处理电路，布置完成后，安装槽体盖板及环向密封圈实现高压密封。当测量短节在井下受到钻压和扭矩的影响时，短节会在外力作用下产生微变形，进而引起应变片的微应变，导致应变片桥路电阻发生变化，并产生微电流，传感器在捕捉到微电流变化后，经过信号放大器进行放大，传递给处理电路进行模拟量转换，并最终通过泥浆脉冲或电磁波的方式实时地将井下钻压扭矩等工程参数实时传递给地面设备，供作业人员读取。

通过大量的现场试验和众多学者的研究表明，通过应变片测量钻压扭矩时，钻压扭矩之间存在相互影响，同时内外钻井液压力对测得的钻压、扭矩也存在较大的影响。以读取钻压为例，当测量短节受到扭矩或内外钻井液压力影响时，所读取到的钻压数据会呈现出非线性变换规律，该变化并不是由钻机传递到钻头的真实钻压值。目前，钻压扭矩两者之间的相互影响能够通过合理的贴片方案和地面复合试验机的标定试验进行较为有效的误差修正，但是对于内外钻井液压力对实测钻压扭矩的影响(尤其是当存在内外压差时)，目前缺乏有效的修正措施和试验设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下测量仪器内外差异化打压测试工装及测试方法，实现对测量仪器内外侧的同时且差异化打压，进而通过测量仪器内置的应变传感器测量得到不同内外液体压力条件下引起的应变片微变形，最终通过对比同一时间段的内外液体压力数据与实际测得的钻压、扭矩数据，分析出不同钻井液内外压力情况下，实测得的钻压扭矩受到的影响量，进而拟合数学公式，修正误差，实现在不同内外钻井液压力影响条件下，精确测试实际由井口传递到井底近钻头处的钻压和扭矩值。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的井下测量仪器内外差异化打压测试工装，其特征在于包括一端高、且另一端低的底部支座，通过固定螺栓固定在所述底部支座上的U型固定架，设置在此U型固定架上的承压筒，分别设置在此承压筒内部高端头处和低端头处的两处内螺纹，设置在所述承压筒高端头内螺纹处的排气孔Ⅰ，与所述承压筒低端头处内螺纹螺纹连接的外压堵头，与所述承压筒高端头处内螺纹螺纹连接的内压堵头，设置在所述外压堵头中间的注水孔Ⅰ，通过转换接头Ⅰ与此注水孔Ⅰ相连接的外压管道，设置在所述内压堵头内的注水孔Ⅱ和排气孔Ⅱ，通过转换接头Ⅱ与此注水孔Ⅱ相连接的内压管道，设置在所述承压筒内且一端与所述的内压堵头螺纹连接的短节测试仪器，与此短节测试仪器的另一端头螺纹连接的仪器堵头，通过固定螺钉与此仪器堵头相连接、且沿所述仪器堵头圆周均匀布置的四个滚动扶正块。

在所述的排气孔Ⅰ处设有短堵丝，在所述的排气孔Ⅱ处设有长堵丝。

在所述的外压堵头和承压筒之间设有密封圈Ⅰ，在所述的内压堵头和承压筒之间设有密封圈Ⅱ。