[发明专利]钻柱全旋转液力控制器试验台架

说明书

本发明属于油气井工程与机械工程领域，具体涉及钻柱全旋转液力控制器试验台架。采用的技术方案为：钻柱全旋转液力控制器试验台架，所述钻柱全旋转液力控制器试验台架包括台架基体、驱动装置、进水装置、辅助装置、回水装置、联轴器、测试仪器及负载装置。所述驱动装置包括调速电机、减速器、齿轮和升降机构；所述进水装置包括静止轴、箱体、驱动轴，同时实现进水和驱动功能；辅助装置包括滚动支撑、液压缸、支撑架、驱动电机，辅助支撑被测试工具；回水装置包括腔体、快拆接头、安装架，传递扭矩和回水；负载装置模拟底部负载。本发明提供一种用于液力钻井工具压力、扭矩、转速同步测量的钻柱全旋转液力控制器试验台架，操作简单、试验高效。

技术领域

本发明属于油气工程与机械工程领域，具体涉及钻柱全旋转液力控制器试验台架。

背景技术

随着钻井技术向超深井方向的不断发展，一种石油钻井用的钻柱全旋转液力控制器钻井工具可极大减少钻井成本。钻柱全旋转液力控制器利用液力和机械之间的耦合，实现复合钻井和定向钻井，钻柱全旋转液力控制器钻井工具重要输入参数上部压力、转速，输出参数为下部扭矩、转速、压力参数。为了在新工具研发减少时间成本，定量研究液力控制器钻井工具性能参数，包括液力控制器钻井工具上部输入压力、转速、扭矩与下部输出压力、转速、扭矩之间的对应关系，钻柱全旋转液力控制器试验台架实现在不同负载条件下对液力控制器钻井工具压力、转速、转矩测量。

现有的台架测试平台及技术中，井下工具测试台架能对钻压、压降、振荡、位移、加速度参数进行同部测量测试，但针对钻柱全旋转液力控制器井下工具，试验时既不能对输入参数转速进行控制，也不能对输出扭矩、输出转速参数进行测量，更不能模拟钻井负载条件。钻井现场所使用的工业水龙头虽可满足周向驱动旋转，通过控制输入排量大小控制上部驱动转速，同时被测试工具接通高压液力介质，机械能和压力能耦合后，损失一部分压力能，转化为工具下部的机械能。但水龙头体积庞大，价格高昂，水龙头在工作时需要专用高压液压站泵驱动。此外，带有水龙头的台架测试平台中无法模拟不同负载环境，不能定量测量下部输出转速、扭矩随下部负载变化之间的关系。因此，水龙头作为常用测试仪器设备具有高能耗、成本极高、功能匮乏、使用不便的突出特点，不适合作为实验室内频繁定量测试研究新工具的实验平台设备。新工具下井服务，在没有完成实验测试，贸然下井具有极大风险，会造成不可估量的经济损失。实验测试台架的合理使用既可以验证新工具功能，还能进一步研究性能参数之间的影响关系，为工具的工作机理研究提供参考依据，促进了石油钻井工程所用到的液力偶合钻井工具研发、性能优化，真正实现了钻井工程的提速增效、节约时间、减少成本。

为此，我们为了验证石油钻井用液力控制器钻井工具的功能和定量研究液力控制器钻井工具性能参数，综合评价液力控制器钻井工具的使用效果，结合现有实验条件，如何模拟井下负载变化，实现高效同步精确测量液力控制器钻井工具上部压降、扭矩、转速及下部压降、扭矩、转速，探究液力控制器钻井工具耦合关系是本领域渴望解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种靠驱动装置驱动，测试仪器测量压力、扭矩和转速，负载装置模拟负载的实验台架，可实现钻井工程井下工具压力、转速和扭矩同步测量的钻柱全旋转液力控制器试验台架。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：其特征在于：所述钻柱全旋转液力控制器试验台架包括台架基体、驱动装置、进水装置、辅助装置、回水装置、联轴器、测试仪器、负载装置。