[发明专利]反冲力学特性的模拟实验装置及模拟实验方法

权利要求书

1.一种可用于模拟深水钻井隔水管反冲力学特性模拟实验装置，其特征在于，包括：

用于容纳放置测试总成的实验主体结构；所述测试总成具有反冲模拟测试管柱、以及与所述反冲模拟测试管柱的一端固定连接的张紧器、以及与所述反冲模拟测试管柱的另一端接入到BOP简易解锁装置；所述张紧器的内部置有用于测量位移振幅的液压活塞；

用于测量所述反冲模拟测试管柱位移数据的数据测量采集单元。

2.如权利要求1所述的模拟实验装置，其特征在于，所述实验主体结构包括测试平台基座和环空套；所述环空套的一端固定连接所述测试平台基座，另一端通过端盖封堵，以形成容纳所述测试总成的空间；所述反冲模拟测试管柱和所述环空套之间形成模拟注水环空；所述测试平台基座上开设有通入所述模拟注水环空的注水端口。

3.如权利要求2所述的模拟实验装置，其特征在于，所述测试平台基座上具有与所述环空套的一端固定焊接的固定卡座。

4.如权利要求2所述的模拟实验装置，其特征在于，所述BOP简易解锁装置的一端具有液压可伸缩端以及将所述反冲模拟测试管柱的一端锁定的螺母扣；所述液压可伸缩端能在径向上将所述螺母扣锁紧，以锁定所述反冲模拟测试管柱的一端；所述BOP简易解锁装置能降所述液压可伸缩端解脱，使得螺母扣与所述反冲模拟测试管柱的一端脱开。

5.如权利要求4所述的模拟实验装置，其特征在于，所述数据测量采集单元包括贴在所述反冲模拟测试管柱外壁上的多个位移传感器、以及与所述位移传感器相连接的测试引线；所述测试引线连接位于所述实验主体结构外的测试位移终端以及振幅信号控制终端。

6.如权利要求5所述的模拟实验装置，其特征在于，所述端盖上设有引线连通杆，所述测试引线穿过所述引线连通杆与测试位移终端相连接。

7.如权利要求5所述的模拟实验装置，其特征在于，所述测试引线具有防水结构。

8.如权利要求5所述的模拟实验装置，其特征在于，所述BOP简易解锁装置设有用于转动所述液压可伸缩端的液压解锁活塞的解脱控制阀门；所述解脱控制阀门能在所述模拟注水环空注满水时将所述螺母扣解开，以释放所述反冲模拟测试管柱。

9.一种深水钻井隔水管反冲力学特性的模拟实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

将反冲模拟测试管柱、张紧器、液压活塞、BOP简易解锁装置、测试平台基座设置为测试总成，将所述测试总成放置在环空套与固定卡座连接形成的空间中，并形成模拟注水环空；

将位移传感器安装在反冲模拟测试管柱的外部表面，并连接测试引线；通过引线连通杆牵引至控制器；

通过所述测试平台基座的注水端口向所述模拟注水环空中注入水；在水注满时通过向液压可伸缩端发送BOP解脱信号，使得螺母扣在液压可伸缩端的液压解锁活塞的作用下移动，进而打开反冲模拟测试管柱形成反冲；

通过控制器检测所述反冲模拟测试管柱的振动规律。

10.如权利要求9所述的模拟实验方法，其特征在于，所述控制器包括测试位移终端和振幅信号控制终端；所述模拟实验方法还包括：将所述反冲模拟测试管柱与张紧器焊接在一起，并在张紧器内部置有液压活塞用于测量位移振幅并加以调节。