[发明专利]井斜与水垂比可调的旋转钻进大型比例实验台架

摘要

本发明涉及一种用于开展大斜度井、定向井和水平井模拟钻进的井斜与水垂比可调的旋转钻进大型比例实验台架，该装置包括动力端系统、井身系统、井底微钻系统和数据采集系统。液压举升装置、可伸缩滑轨架、可拆分式移动滑轨架组成整个实验台架的基座，动力端系统由液力伺服机构、调速电机、流体入口腔、快接转换接头组成，井身系统由PVC管、玻璃管、钢丝软管组成，井底微钻系统由微钻头、岩石箱、岩石安装导轨、岩石箱导轨组成。使用本发明装置可开展多种流体循环介质、多种钻井工况和多种井身结构条件下的旋转钻柱钻进动力学参数、摩阻扭矩、钻柱涡动与屈曲行为等实验研究工作，该实验台架操作简单、功能齐全。

主权项

1.井斜与水垂 比可调的旋转钻进大型比例实验台架，包括动力端系统、井身系统、井底微钻系统和数据采集系统，其特征在于：可拆分式移动滑轨架(7)和可伸缩滑轨架(1)顺序连接组成整个实验台架的基座，液力举升装置(2)一端固定在可拆分式移动滑轨架(7)上，另一端固定在可伸缩滑轨架(1)上，可伸缩滑轨架(1)铰接在可拆分式移动滑轨架(7)上，动力端系统安装在可伸缩滑轨架(1)顶端，井身系统安装在可拆分式移动滑轨架(7)和可伸缩滑轨架(1)上，井身系统上端与动力端系统连接，另一端与井底微钻系统连接，井底微钻系统安装在可拆分式移动滑轨架(7)末端；动力端系统由液力伺服机构(8)、调速电机(9)、流体入口腔(13)、压力传感器1(10)、流体旁通阀(14)、快接转换接头(15)组成，压力传感器1(10)上端安装在液力伺服机构(8)上，下端与推力轴承(11)固定，流体旁通阀(14)安装在流体入口腔(13)内，上端与推力轴承(11)连接，下端通过螺纹与快接转换接头(15)连接，流体旁通阀(14)上部安装有同步带轮，通过同步带(12)与调速电机(9)连接，流体入口腔(13)外端与入口水管(16)连接，快接转换接头(15)通过螺纹与PVC管(6)连接；井身系统由PVC管(6)、玻璃管(3)、钢丝软管(4)和调整支座(5)组成，玻璃管(3)安装在可伸缩滑轨架(1)与可拆分式移动滑轨架(7)上，连接部位采用钢丝软管(4)作为过渡连接，调整支座(5)用以支撑钢丝软管(4)，玻璃管(3)顶端安装有出口水管(24)，PVC管(6)安装在玻璃管(3)与钢丝软管(4)内，PVC管(6)下端安装微钻头(17)，紧邻微钻头(17)的PVC管(6)侧开有流体循环孔；井底微钻系统由微钻头(17)、岩石箱(18)、岩石安装导轨(19)、岩石安装导轨支座(20)、岩石箱导轨(23)和压力传感器2(22)组成，岩石上下表面安装有岩石安装导轨(19)，配合岩石安装导轨支座(20)一起放置在岩石箱(18)内，岩石后端面与岩石箱(18)支撑面间安装有压力传感器2(22)，岩石安装导轨(19)将玻璃管(3)下端法兰紧压在岩石前端面上，岩石箱(18)通过岩石箱导轨(23)安装在可拆分式移动滑轨架(7)上；数据采集系统由调速电机电流检测仪表、压力传感器数据采集模块、非接触式位移数据采集模块、高速摄像机和计算机组成。