[发明专利]一种模拟无隔水管海洋钻井系统中钻杆振动响应的试验装置及其方法

摘要

本发明公开了一种模拟无隔水管海洋钻井系统中钻杆振动响应的试验装置，它包括水池（1）、电机（2）和钩载调节装置（3），水池（1）的顶部设置有导向轮（4），支撑座A（5）和支撑座B（6）均固设于水池（1）底表面，支撑座A（5）和支撑座B（6）之间固设有有机玻璃管（8），支撑座B（6）和拖车（7）的顶表面上均设置有套筒（9），塑料管（10）的左端部沿有机玻璃管（8）轴线伸入于有机玻璃管（8）内；它还公开了模拟方法。本发明的有益效果是：结构紧凑、模拟出不同钻柱转速、海洋流速、钻井液流速、地层段底部扭转激励和纵向激励下的钻柱纵‑横‑扭耦合振动响应，填补无隔水管钻井系统中的空白。

主权项

1.一种模拟无隔水管海洋钻井系统中钻杆振动响应的试验装置，其特征在于：它包括水池（1）、电机（2）和钩载调节装置（3），所述水池（1）的顶部设置有导向轮（4），所述水池（1）的底表面上且从左往右顺次设置有支撑座A（5）、支撑座B（6）和拖车（7），支撑座A（5）和支撑座B（6）均固设于水池（1）底表面，支撑座A（5）和支撑座B（6）之间固设有有机玻璃管（8），支撑座B（6）和拖车（7）的顶表面上均设置有套筒（9），两个套筒（9）之间穿设有塑料管（10），塑料管（10）的左端部沿有机玻璃管（8）轴线伸入于有机玻璃管（8）内，且左延伸端上固设有激振器（11），塑料管（10）的右端部向右延伸于右侧套筒（9）的外部，且右延伸端与电机（2）的输出轴经联轴器连接，所述塑料管（10）的右延伸端上固设有钢丝绳（12），钢丝绳（12）的另一端绕过导向轮（4）且顺次连接有弹簧（13）和张力计（14），张力计（14）的另一端与钩载调节装置（3）连接，所述塑料管（10）左右两端分别设置有出液接头和进液接头，出液接头和进液接头均与塑料管（10）连通，出液接头处连接有钻井液出液管（33），钻井液出液管（33）的另一端连接有位于水池（1）外部的回收罐（26），进液接头处连接有钻浆液进液管（15），钻浆液进液管（15）的另一端顺次连接有流量计（16）和循环泵（17）；该试验装置还包括三向位移传感器（18）、计算机（19）、电阻应变仪（20）、电荷放大器（21）、信号采集仪（22）和多个应变片（23），位于支撑座B（6）和拖车（7）段的塑料管（10）的柱面上设置有三向位移传感器（18）和应变片（23），三向位移传感器（18）与电荷放大器（21）经信号线A（24）连接，应变片（23）经信号线B（25）与电阻应变仪（20）连接，电阻应变仪（20）和电荷放大器（21）均与信号采集仪（22）经导线连接，信号采集仪（22）与计算机（19）的输入接口经导线连接。