[发明专利]液动锤性能参数测试装置及其测试方法

摘要

本发明公开了一种液动锤性能参数测试装置及其测试方法，其涉及石油天然气钻井领域，该液动锤性能参数测试装置包括：液动锤；供液系统，所述供液系统包括设置有变频电机的泵，所述泵与所述液动锤相连接；与所述泵相连通的压力测试装置，其用于测试所述泵的泵压；与所述泵连接的流量检测装置，其用于测试所述泵的排量；与所述泵相电性连接的控制系统，其用于控制所述泵的功率。该液动锤性能参数测试装置及其测试方法能够测试液动锤在小泵压和小排量下的性能参数，并推导得到不同钻井泵压参数和排量参数下的活塞节流孔尺寸，为液动锤现场试验和应用时选择活塞节流孔尺寸提供依据。

主权项

1.一种用于液动锤性能参数测试装置的液动锤性能参数测试方法，其特征在于，所述液动锤性能参数测试装置：包括：液动锤；供液系统，所述供液系统包括设置有变频电机的泵，所述泵与所述液动锤相连接，所述泵的最大泵压小于所述液动锤的设计压降，所述泵的排量小于所述液动锤的排量；与所述泵相连通的压力测试装置，其用于测试所述泵的泵压；与所述泵连接的流量检测装置，其用于测试所述泵的排量；与所述泵相电性连接的控制系统，其用于控制所述泵的功率；所述液动锤包括具有流道的活塞，所述流道上具有节流孔，所述节流孔直径为：基于预设的液动锤压降得到做功排量，具体计算公式如下：其中，Q₁表示做功排量，ΔP表示液动锤压降，a₂、b₂、c₂表示常数；基于总排量和所述做功排量得到液动锤的活塞流道上的排空通道排量，具体计算公式：Q₂＝Q‑Q₁其中，Q₁表示做功排量，Q表示总排量，Q₂表示排空通道排量；基于所述排空通道排量得到沿程压降，具体计算公式如下：其中，Q₂表示排空通道排量，ΔP₂表示沿程压降，a₃、b₃、c₃表示常数；基于所述沿程压降和所述液动锤压降得到节流孔压降，具体计算公式如下：ΔP₂＝ΔP‑ΔP₁其中，ΔP₂表示沿程压降，ΔP表示液动锤压降，ΔP₁表示节流孔压降；基于所述节流孔压降、所述排空通道排量得到节流孔直径，具体计算公式如下：其中，ΔP₁表示节流孔压降，ρ表示液体密度，Q₂表示排空通道排量，C_d表示流量系数，d表示节流孔直径；所述液动锤性能参数测试方法包括：控制所述液动锤的节流孔封闭或打开程度的大小；开启泵，逐渐加大所述泵的排量直至所述液动锤开始运作，开始记录所述流量检测装置和所述压力测试装置的测得的数值，所述流量检测装置测得的数值为做功排量Q1；逐渐增大所述液动锤的排量，在此过程中记录某一时刻下所述流量检测装置和所述压力测试装置的测得的数值，所述流量检测装置测得的数值为总排量Q；当所述泵的泵压达到额定压力时，记录所述流量检测装置和所述压力测试装置的测得的数值；根据所述压力测试装置的测得的数值得到ΔP。