[发明专利]一种机械破岩试验的岩屑收集装置及钻进评价方法

说明书

本发明涉及一种机械破岩试验的岩屑收集装置及钻进评价方法，岩屑收集装置主要由破岩与排屑系统、岩屑收集系统、数据采集与处理系统组成，能够在破岩过程中实现钻头的动态钻进效率评价。其中，所述破岩与排屑系统通过排屑装置将密封框一内的岩屑吹起；同时岩屑收集系统利用吸尘电机把岩屑吸入岩屑收集盒内。进一步的，通过所述数据采集与处理系统将钻头的实时工作参数与钻进效率结合在一起，达到综合评价的目的。本发明密封性好，减少了环境污染，同时可以通过动态钻进效率评价方法评价不同工作参数下的钻进效率，从而为优选钻头类型、优化钻进参数提供了方法。

技术领域

本发明涉及油气探勘及钻井试验装置领域，尤其涉及一种机械破岩试验的岩屑收集装置及钻进评价方法。

背景技术

随着国民经济的进一步发展，对油气资源的需求不断增加，如今中、浅层的油气资源已经得到了较为充分的开发，因此勘探深层油气资源成为了一个必然的趋势。在不同岩层中，岩石破碎效率研究是钻探专业重要的基础理论研究方向之一，至今一直处于探索和试验阶段。

目前，国内的钻头试验设备环保能力差，在岩石破碎过程中，飞扬的岩屑未能正确的收集和采样处理，导致岩屑严重污染试验环境，影响操作人员的健康，同时国内的钻头试验设备功能不完善，钻头的工作参数和钻进效率没有有机的结合在一起，难以客观评价钻头钻进效率，尤其是动态评价方法尚不多见，建立完善的动态评价体系，可以实时评价不同岩样的破碎效率，为优选钻头、优化钻进参数提供方法。因此，如何改善试验环境以及深入了解岩石破碎效率,建立完善的钻进效率评价体系,是当前研究的热点。

发明内容

本发明针对以上问题提供一种机械破岩试验的岩屑收集装置及钻进评价方法，确保岩屑不外漏以及钻头的工作参数和钻进效率有机结合在一起，能够实现机械破岩试验过程中岩屑收集及钻进效率评价。

本发明的技术方案：一种机械破岩试验的岩屑收集装置及钻进评价方法，主要包括破岩与排屑系统、岩屑收集系统和数据采集与处理系统。

所述破岩与排屑系统由钻头、支撑座、液压油缸、底座和排屑装置组成。所述排屑装置与进气口连接，进气通道与钻头相通，气体被压缩后通过进气口进入，并从出气口喷出，将岩屑排出；所述支撑座中部有矩形凹槽，密封框一置于支撑座凹槽内；所述液压油缸和底座用螺栓连接以便拆装检修。

所述岩屑收集系统主要由密封框一、岩石紧固器、密封环、吸屑管、金属片、待测岩石、岩屑收集盒和吸尘电机组；所述岩石紧固器内部设有两个销孔，销连接在密封框一中间，与钻头保持间距，进一步地，与抽拉框底部通过销连接定位，为保证岩石的稳定性，所述岩石紧固器两侧增加4对螺栓，限制岩石发生位移，同时添加金属板，保证岩石受力均匀；所述吸屑管与左端密封框圆槽相连，所述吸屑管前端装有密封环，密封环与左端密封框螺栓连接，保证了装置的密封性能；所述吸尘电机螺栓连接在所述岩屑收集盒顶部、所述吸屑管和岩屑收集盒是一体化机构；所述吸尘电机工作时，使密封框一内部产生压差，在此压差和排屑装置的作用下，吸入含有岩屑的空气；所述岩屑收集盒位于吸屑管的尾部，盒内空间与吸屑管相通，所述岩屑收集盒前端面设置为斜坡结构，当岩屑收集时，斜坡可以防止岩屑集中堆积在直角处，当岩屑集满时，拉出岩屑收集盒进行采样处理。

所述密封框一由右端密封框、左端密封框、抽拉框、把手、滑轮、全盖铰链 a、全盖铰链b、螺纹柱a、螺纹柱b、铰链座a、铰链座b组成；所述密封框一呈柜型状，结构拆装使用简便，同时采有较好的透明性材料，便于操作人员观察岩石破碎过程；所述左端密封框和右端密封框顶部通过两个螺纹柱连接，所述抽拉框边缘两侧焊接一对滑轮，进一步地，所述抽拉框和左端密封框、右端密封框通过滑轮连接；所述左端密封框上部开设圆槽，用于连接吸屑管，圆槽大小和位置可根据岩屑收集系统整体比例进行更改；所述抽拉框前端安装把手便于使用，后端面与底端面采用大门铰链连接，所述左端密封框和右端密封框上端面安装全盖铰链a和全盖铰链b，与抽拉框上侧的铰链座a和铰链座b位置一致。