[发明专利]一种岩石研磨性参数和金属耐磨性参数测试装置

摘要

本发明涉及一种岩石研磨性参数和金属耐磨性参数测试装置，主要是利用研磨棒在岩样上面刻画时的损耗来表征岩石研磨性参数和对不同金属材料的耐磨性参数进行评价，测试结束后能保证岩样的完整性。对于岩石的研磨性参数测试是直接利用美国岩石协会推荐的CAI评价方法进行测试；对于金属的耐磨性测试则是利用不同金属材料制成的研磨棒在某一特定岩石、特定钻压下单位时间或单位距离上进行刻画，即可测试金属的耐磨性；利用液压作动器、齿轮变速机构以及可变速电机配合实现对岩石研磨性和金属耐磨性的评价。在批量测试时该装置相比其它单一测试装置而言具有显著优势，可极大地减少岩心使用量，提高了单台实验设备的利用率，降低实验成本，实现机械的多重功能性和研究的全面性。同时，测试结果对钻井提速提效以及指导现场施工具有重要意义。

主权项

1.一种岩石研磨性参数和金属耐磨性参数测试装置，包括机架、岩样夹持器、钻头夹持器、钻压加载机构、钻速加载机构、岩样夹持器位置控制机构和测量参数采集系统；所述机架包括底座(11)、水平横梁(8)、顶板(10)、侧面面板(9)；其特征在于：水平横梁(8)通过螺纹连接侧面面板(9)，并通过键槽将侧面面板(9)与底座(11)和顶板(10)相连接；所述岩样夹持器包括双凹形面板(15)、底板(6)、固定螺母(16)；所述双凹形面板(15)的侧壁与所述底板(6)垂直，所述固定螺母(16)安装在紧挨底板(6)一侧的双凹形面板(15)侧壁上，所述双凹形面板(15)设置有不同规格大小，能够对不同规格大小的岩样进行试验，通过调节固定螺母(16)使岩样同双凹形面板(15)凹槽的侧面与岩样侧表面相接触并实现紧固岩样的功能；所述钻头夹持器包括夹爪(23)、外套(24)、中心轴(25)；中心轴(25)固定在钻杆(7)上，通过旋转外套(24)控制夹爪(23)的松紧，将研磨棒(17)固定，实现钻进或研磨；所述钻压加载机构包括液压泵、液压伺服控制系统、液压作动器；液压泵在液压伺服系统的控制下为液压作动器提供动力，液压作动器带动钻杆(7)向下移动，研磨棒(17)从上往下下降顶住岩样表面，实现钻压加载；所述钻速加载机构包括第一可变速电机(22)、第一变速箱(19)、钻杆(7)、研磨棒(17)、研磨棒夹持器(18)；第一可变速电机(22)通过第一定位螺钉(20)和第二定位螺钉(21)分别固定于水平横梁(8)，第一变速箱(19)中设置有齿轮变速机构，第一可变速电机(22)传递转矩给齿轮变速机构，齿轮变速机构带动钻杆(7)旋转，通过调节第一可变速电机(22)转速和齿轮变速机构组合形式实现钻杆(7)转速调节，钻杆通过研磨棒夹持器(18)连接研磨棒(17)，带动研磨棒(17)旋转研磨岩心，实现转速加载；岩样夹持器位置控制机构包括横向移动滑槽、第二可变速电机(3)、第二变速箱(4)、传动链条(12)；第二可变速电机(3)通过第三螺钉(1)和第四定位螺钉(2)固定在底座(11)上，第二变速箱(4)中设置由齿轮变速机构，第二可变速电机(3)传递转矩，通过传动链条(12)实现岩样夹持器的横向移动；测量参数系统包括微型计算机、压力传感装置、速度传感装置；压力传感装置安装在两根横梁上，速度传感装置安装在底座(11)上，通过微型计算机能够直接获取到钻压和岩样的移动速度。/n