[发明专利]用于辅助钻具的压力和/或扭矩与位移关系的测试装置

权利要求书

1.一种用于辅助钻具的压力和扭矩与位移关系的测试装置，包括：

连接在所述辅助钻具的第一端处的压力测量机构（110），所述压力测量机构包括：

用于模拟产生钻压对辅助钻具反作用力的生成单元（50）；

用于测量所述钻压对辅助钻具反作用力的力传感器（9）；和

用于连接所述辅助钻具的第一接头（14），所述第一接头（14）通过第一回液接头（12）与储液池相连；以及

连接在所述辅助钻具的第二端处的扭矩测量机构（120），所述扭矩测量机构包括：

用于连接所述辅助钻具的第二接头（15），所述第二接头（15）通过第二回液接头（40）与储液池相连；

扭矩传感器（20）；和

扭矩接头（21），其用于承受测试时所施加的扭矩，并将所述扭矩传递给所述第二接头（15），

其中，所述生成单元包括两端均构造成开口的液缸（7），在所述液缸中安装有与所述力传感器固定连接的活塞（8），所述液缸固定连接有推筒（2），在所述推筒中布置有用于调节所述推筒轴向位置的推杆（1），所述推杆与所述活塞接触，所述活塞设有径向凸缘且与所述液缸内壁之间形成动密封，从而在所述活塞与所述液缸之间形成了环状的第一腔体（81），在所述液缸的对应于所述第一腔体的外壁上设有用于与大气相通的第一孔（71），在所述液缸和所述推筒之间设有堵头（3），所述堵头与所述液缸固定连接且形成密封，而所述堵头与所述推杆之间形成密封，从而使所述堵头与所述活塞在所述液缸与所述推杆之间形成了环状的第二腔体（82），在所述液缸的对应于所述第二腔体的外壁上设有用于连接第一液压泵的第二孔（72）。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述扭矩接头连接有固定座（24），其中所述扭矩接头的端面设有凹槽，所述固定座的一端设有轴向凸起，所述固定座的轴向凸起通过轴承（23）安装到所述扭矩接头的凹槽内。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，在所述扭矩接头与所述固定座之间的连接区域的外周上设置有安装套（22）。

4.根据权利要求2或3所述的测试装置，其特征在于，在所述固定座上设有用于与地面装置固定连接的第一挡板（30）。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述扭矩传感器通过键连接的方式分别与所述第二接头和所述扭矩接头配合连接，且处于所述第二接头和所述扭矩接头之间。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述第二回液接头通过旋转密封套（16）安装到所述第二接头上，所述旋转密封套与所述第二回液接头密封连接。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，在所述推筒和所述第一接头的外周均安装有用于与地面装置固定连接的第二挡板（13）。

8.用于辅助钻具的压力和扭矩与位移关系的测试方法，包括以下步骤：

将辅助钻具的第一端和第二端分别与根据权利要求1到7中任一项所述测试装置的第一接头和第二接头相连；

调节所述的测试装置的第一、第二挡板的位置，并通过所述第一、第二挡板将所述测试装置固定在地面装置上；

将所述液缸上的第二孔与所述第一液压泵连接用于模拟井底对所述辅助钻具的钻压反作用力，将所述第一回液接头通过第二液压泵及管线与储液池相连接，而将所述第二回液接头通过管线直接与所述储液池相连，从而模拟井下钻井液的流动；

通过所述力传感器和扭矩传感器进行测量，得到所述辅助钻具的压力和扭矩与位移之间的关系。