[发明专利]液动锤性能参数测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种液动锤性能参数测试装置及其测试方法，其涉及石油天然气钻井领域，该液动锤性能参数测试装置包括：液动锤；供液系统，所述供液系统包括设置有变频电机的泵，所述泵与所述液动锤相连接；与所述泵相连通的压力测试装置，其用于测试所述泵的泵压；与所述泵连接的流量检测装置，其用于测试所述泵的排量；与所述泵相电性连接的控制系统，其用于控制所述泵的功率。该液动锤性能参数测试装置及其测试方法能够测试液动锤在小泵压和小排量下的性能参数，并推导得到不同钻井泵压参数和排量参数下的活塞节流孔尺寸，为液动锤现场试验和应用时选择活塞节流孔尺寸提供依据。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井领域，特别涉及一种液动锤性能参数测试装置及其测试方法。

背景技术

近年来，随着油气钻井逐步走向深层，在深层中的硬地层钻速慢的难题日益突出。冲击钻井技术是解决硬地层钻速慢难题的有效方法之一，通过在钻头上部安装一个冲击器，依靠高压流体驱动冲击器所产生的高频冲击力不断地施加给钻头，实现高效破碎坚硬岩石的目的。

适用于液体钻井介质中的冲击器称为液动锤，该装置冲击功能的实现必须合理设计活塞下部的节流孔尺寸。通常需要建立数学模型，分析系统冲击作用过程流体速度与压力的关系，计算得到液动冲击发生装置的性能参数，并得到合理的节流孔尺寸，但理论设计存在一定的误差，需要实验验证。由于实际油气钻井排量大于30L/s，压力大于10MPa，必须要采用大功率大排量的钻井泵进行实验，而常规的油气钻井实验室钻井排量低于10L/s，难以满足测试要求；此外现场作业中不同的钻井排量和泵压条件下的活塞节流孔尺寸是不相同的，针对每一组钻井排量和泵压参数组合下的活塞节流孔尺寸进行测试显然是不可取的。为此需要建立一种新型液动锤性能测试装置和测试方法，在现有实验泵排量(<10L/s)和泵压(<10MPa)下测试液动锤的性能参数，并建立不同钻井排量参数和泵压参数下的活塞节流孔的尺寸，为液动锤现场试验和应用时选择节流孔尺寸提供依据。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种液动锤性能参数测试装置及其测试方法，其能够测试液动锤在小泵压和小排量下的性能参数，并推导得到不同钻井泵压参数和排量参数下的活塞节流孔尺寸，为液动锤现场试验和应用时选择活塞节流孔尺寸提供依据。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种液动锤性能参数测试装置，其包括：

液动锤；

供液系统，所述供液系统包括设置有变频电机的泵，所述泵与所述液动锤相连接；

与所述泵相连通的压力测试装置，其用于测试所述泵的泵压；

与所述泵连接的流量检测装置，其用于测试所述泵的排量；

与所述泵相电性连接的控制系统，其用于控制所述泵的功率。

在一种优选的实施方式中，所述控制系统还与所述压力测试装置、所述流量检测装置相电性连接，所述控制系统还用于采集并记录所述压力测试装置和所述流量检测装置的测得的数值。

在一种优选的实施方式中，所述液动锤性能参数测试装置还包括试验台架，所述液动锤通过绳索悬挂在所述试验台架上，所述液动锤具有液体进口与液体出口，所述液体进口朝向上方，所述液体进口与所述供液系统相连接。

在一种优选的实施方式中，所述泵的最大泵压小于所述液动锤的设计压降，所述泵的排量小于所述液动锤的排量。

在一种优选的实施方式中，所述流量检测装置为流量计。

一种用于上述液动锤性能参数测试装置的液动锤性能参数测试方法，所述液动锤包括具有流道的活塞，所述流道上具有节流孔；所述液动锤性能参数测试方法包括：

控制所述液动锤的节流孔封闭或打开程度的大小；