[发明专利]钻进岩石模拟的试验装置及确定试验杆压力和扭矩的方法

摘要

本发明公开了一种钻进岩石模拟的试验装置及确定试验杆压力和扭矩的方法，属于钻进岩石研究试验技术领域。该装置主要包括试件舱、试验杆、发射杆、发射套管、空气压缩系统和试验测试系统构成，其中试件舱内设置岩石试件。确定试验杆压力和扭矩的方法包括：气罐压力驱动发射杆发射，碰撞试验杆，试验杆钻头尖端与旋转的岩石试件圆平面碰撞，采集试验杆的二次冲击加载波ε_i2、压缩波ε_r2和扭转波γ，通过对采集的数据加以分析计算可得到试验杆的压力和扭矩。该模拟试验装置具有结构简单、模拟真实性高、试验过程重复性好的特点，对岩石钻进工程和科研具有试验参考价值和指导意义。

主权项

一种钻进岩石模拟的试验装置，该模拟试验装置包括水平试验平台，其特征在于，在试验平台的一端设置绕水平轴转动且内装有包括岩石试件的试件舱，对中试件舱的外周设置转速测试仪，在靠近试件舱内的岩石试件圆平面外侧，且位于对中岩石试件圆平面中心轴上设置一根前端固定有钻头的试验杆，其试验杆的钻头尖端与岩石试件的外侧圆平面间距为δ，距离δ为微米级，在试验杆长度的1/2处左右分别粘贴扭转应变花和压缩应变片，扭转应变花和压缩应变片连接动态应变仪，动态应变仪连接示波器；在试验杆的另一端，距该试验杆端为5~10cm处，且与试验杆同一水平轴轴线上，设置一根发射套管，于该发射套管内配置一根滑动配合的发射杆，该发射杆朝向试验杆端，伸出长于发射套管为3cm露头，对中发射杆露头的外周设置线速仪，线速仪后接微秒计数器，发射套管的另一端连接压力空气管，并在其上设置阀门，压力空气管的另一端与气罐相连，该气罐与空压机相连。