CN104374512B - 应用于顶部驱动的扭矩测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于顶部驱动的扭矩测试系统，该扭矩测试系统包括有一尾绳桩、第一钢丝绳、第二钢丝绳、一个测力计、一个扭力钳和一个抛锚机，该扭力钳包括一个卡扣部和一个钳柄，该钳柄的一端与该卡扣部固定连接，该钳柄的另一端设置有一个穿置孔，该卡扣部用于卡掣于该顶部驱动的钻杆上，该第一钢丝绳的两端用于分别地固定于该尾绳桩和该穿置孔，该第二钢丝绳的两端用于分别地固定于该抛锚机和该穿置孔，该测力计用于设置于该第一钢丝绳或该第二钢丝绳。该扭矩测试系统能够便捷地测试顶部驱动的扭矩，方便了顶部驱动在钻井平台的建造阶段的测试，降低了作业成本和作业风险。
Description
技术领域
本发明涉及钻井设备领域，特别涉及一种应用于顶部驱动的扭矩测试系统。
背景技术
在石油钻井过程中，顶部驱动钻井装置（简称为顶部驱动或顶驱）发挥着重要的作用。现有的顶驱通常包括导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成和钻杆上卸扣装置总成这三个组成部分。工作时，顶部驱动直接从井架空间上部直接旋转钻柱，并沿井架内专用导轨向下送进，完成钻柱旋转钻进，循环钻井液、接单根、上卸扣和倒划眼等多种操作。
在上述各种操作过程中，顶部驱动产生的旋转扭力（或扭矩）直接影响钻杆的钻进速度和深度。在钻井平台的建造阶段，操作工人通常将顶部驱动装载于钻井塔架上，在正式钻井作业过程中，常常会发现旋转扭矩过小而使得钻杆的钻进速度和深度达不到预计值。此时，需要卸载下顶部驱动，调试后予以重新装配，这不仅大大地增加了作业成本，更是容易引发作业风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中没有顶部驱动的扭矩测试系统的缺陷，提供一种应用于顶部驱动的扭矩测试系统，该扭矩测试系统能够使得顶部驱动的扭矩测试变得极为便捷。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种应用于顶部驱动的扭矩测试系统，其特点在于，该扭矩测试系统包括有一尾绳桩、第一钢丝绳、第二钢丝绳、一个测力计、一个扭力钳和一个抛锚机，该扭力钳包括一个卡扣部和一个钳柄，该钳柄的一端与该卡扣部固定连接，该钳柄的另一端设置有一个穿置孔，该卡扣部用于卡掣于该顶部驱动的钻杆上，该第一钢丝绳的两端用于分别地固定于该尾绳桩和该穿置孔，该第二钢丝绳的两端用于分别地固定于该抛锚机和该穿置孔，该测力计用于设置于该第一钢丝绳或该第二钢丝绳。
较佳地，该扭矩测试系统还包括一个动力卡瓦，该动力卡瓦用于卡掣于该顶部驱动的钻杆上。
较佳地，该抛锚机为液压抛锚机，该液压抛锚机包括一个旋转轮，该第二钢丝绳固定于该旋转轮上。
本发明的积极进步效果在于：该扭矩测试系统能够便捷地测试顶部驱动的扭矩，方便了顶部驱动在钻井平台的建造阶段的测试，降低了作业成本和作业风险。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的应用于顶部驱动的扭矩测试系统的结构示意图。
图2为图1中的扭矩测试系统的使用原理图。
图3为图2中的扭矩测试系统的俯视图。
图4为图3中的扭矩测试系统的局部放大图。
附图标记说明：
尾绳桩：1 第一钢丝绳：2
扭力钳：3 第二钢丝绳：4
测力计：5 抛锚机：6
动力卡瓦：7 钻杆：8
穿置孔：31 钳柄：32
卡扣部：33 旋转轮：60
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
本实施例的应用于顶部驱动的扭矩测试系统的结构如下：
请结合图1-4予以理解，本实施例的应用于顶部驱动的扭矩测试系统包括有一尾绳桩1、第一钢丝绳2、一个扭力钳3、第二钢丝绳4、一个测力计5、一个抛锚机6和一个动力卡瓦7，该扭力钳3包括一个卡扣部33和一个钳柄32，该钳柄32的一端与该卡扣部33固定连接，该钳柄32的另一端设置有一个穿置孔31，该卡扣部33用于卡掣于该顶部驱动的钻杆8上，该第一钢丝绳2的两端用于分别地固定于该尾绳桩1和该穿置孔31，该第二钢丝绳4的两端用于分别地固定于该抛锚机6和该穿置孔31，该测力计5用于设置于该第二钢丝绳4，该动力卡瓦7用于卡掣于该顶部驱动的钻杆8上。
该抛锚机6为液压抛锚机，该液压抛锚机包括一个旋转轮60，该第二钢丝绳4固定于该旋转轮60上。
本实施例的扭矩测试系统的使用原理如下：
安装时，请结合图2-4予以理解，将扭力钳3的卡扣部33卡掣于该顶部驱动的钻杆8上；将该第一钢丝绳2的两端分别地固定于该尾绳桩1和该穿置孔31，该第二钢丝绳4的两端分别地固定于该抛锚机6和该穿置孔31，该动力卡瓦7卡掣于该顶部驱动的钻杆8上。
测试时，开启该顶部驱动，该顶部驱动的钻杆8旋转，且带动该动力卡瓦7的转子旋转，以此模拟钻井时岩石碎屑对钻杆8的阻碍，请结合图4予以理解，与此同时钻杆8通过该钳柄32将该第二钢丝绳4绷紧，通过该测力计5可以测试出扭力的数值。
逐渐增加该扭力钳3的卡扣部33的卡掣力，钻杆8通过该钳柄32将该第二钢丝绳4绷得更紧，通过该测力计5可以测试出更大扭力的数值，而与此同时钻杆8的转速却降低。
依据上述原理，不断的调节该扭力钳3的卡扣部33的卡掣力，能够测试出不同数值的扭力和与每一数值的扭力相对应的旋转速度，依据该些扭力值和与每一扭力数值相对应的旋转速度，可以推测出顶部驱动的钻杆8的钻进速度和深度。
本实施例的扭矩测试系统具有以下技术效果：
第一、能够便捷地测试顶部驱动的扭力和扭矩，通过调节该扭力钳的卡扣部的卡掣力，可以测试出钻杆8在不同旋转速度下的扭力，通过公式M=F×L，可以推算出不同旋转速度下的扭矩值，其中，L就是在该第二钢丝绳4与该钳柄32垂直条件下，该钻杆8的轴心与该穿置孔31中心的距离，依据顶部驱动在不同的旋转速度下的扭力值和扭矩值，可以推测出顶部驱动的钻杆8的钻进深度。
第二、结构简单且能够模拟钻井环境，该扭矩测试系统具有结构简单的特点，能够粗略的估测出顶部驱动扭矩不足的问题，可以大大降低海上钻井作业成本和风险，另外使用该动力卡瓦还能够模拟钻井环境。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种应用于顶部驱动的扭矩测试系统，其特征在于，该扭矩测试系统包括有一尾绳桩、第一钢丝绳、第二钢丝绳、一个测力计、一个扭力钳和一个抛锚机，该扭力钳包括一个卡扣部和一个钳柄，该钳柄的一端与该卡扣部固定连接，该钳柄的另一端设置有一个穿置孔，该卡扣部用于卡掣于该顶部驱动的钻杆上，该第一钢丝绳的两端用于分别地固定于该尾绳桩和该穿置孔，该第二钢丝绳的两端用于分别地固定于该抛锚机和该穿置孔，该测力计用于设置于该第一钢丝绳或该第二钢丝绳，该卡扣部的卡摰力是可调节的。
2.如权利要求1所述的应用于顶部驱动的扭矩测试系统，其特征在于，该扭矩测试系统还包括一个动力卡瓦，该动力卡瓦用于卡掣于该顶部驱动的钻杆上。
3.如权利要求1-2中任意一项所述的应用于顶部驱动的扭矩测试系统，其特征在于，该抛锚机为液压抛锚机，该液压抛锚机包括一个旋转轮，该第二钢丝绳固定于该旋转轮上。
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