CN104819837A - 一种水力振荡器性能测试实验装置 - Google Patents

一种水力振荡器性能测试实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104819837A
CN104819837A CN201510242408.4A CN201510242408A CN104819837A CN 104819837 A CN104819837 A CN 104819837A CN 201510242408 A CN201510242408 A CN 201510242408A CN 104819837 A CN104819837 A CN 104819837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
disk
hydroscillator
steel pipe
installing disk
long straight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510242408.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104819837B (zh
Inventor
夏成宇
吕加华
孙巧雷
钱利勤
肖苏宸
冯定
王杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangtze University
Original Assignee
Yangtze University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangtze University filed Critical Yangtze University
Priority to CN201510242408.4A priority Critical patent/CN104819837B/zh
Publication of CN104819837A publication Critical patent/CN104819837A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104819837B publication Critical patent/CN104819837B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及一种性能测试实验装置，具体涉及一种模拟在不同钻压工况下的水力振荡器性能测试实验装置。该测试实验装置包括长直钢管、安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C。安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C的中心部位分别设置有装配孔，装配孔外侧的各圆盘圆周上均布有钢管孔，安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C相互之间由钢管孔通过长直钢管贯穿连接。该测试实验装置结构简单，使用方便；有效解决了现有实验室中对水力振荡器施加钻压的难题，相比现有采用液压模拟装置进行测试实验，具有简便可行，并且可有效控制成本的特点；可对水力振荡器结构优化和现场服务的参数的优选提供重要实验依据。

Description

一种水力振荡器性能测试实验装置
技术领域
本发明涉及一种性能测试实验装置，具体涉及一种模拟在不同钻压工况下的水力振荡器性能测试实验装置。
背景技术
在水平井钻井过程中，钻具在井眼曲率较大的井段，或在过长水平段会产生较大摩阻、托压现象，无法有效施加钻压。摩阻大、托压问题不仅严重影响水平井的机械钻速，同时也容易引起粘卡等井下复杂事故的发生。为防止上述问题的发生，目前水平井钻井过程中通常都要在钻具上加装水力振荡器。水力振荡器是通过压力脉冲使钻具在井下受到的静摩擦变成动摩擦。通过水力振荡器的高频振动，改变了只靠钻具自身重力的加压方式，钻具在振动的同时有一定向前的冲击力，使钻压能更有效地施加到钻头上，防止托压的发生。
水力振荡器在井下带动钻具振动时，将钻具与井壁间的静摩擦力转变为动摩擦力，可以减小摩阻75-80%，提高机械钻速。水力振荡器在工作时与井下钻具保持振动，减小钻具粘卡的发生，因此进行水力振荡器的研制具有重要意义。水力振荡器在研制过程中，通常都要对其不同钻压工况下的性能进行测试，现有测试大多采用液压模拟装置进行测试，液压模拟装置大多存有结构复杂，测试数据存有误差的不足，因此，有必要开发一种结构简单，能设计模拟不同钻压工况，测试工具频率、位移和振动冲击力等关键参数，从而通过测试数据分析对水力振荡器结构优化和现场服务的参数的优选提供重要实验依据的实验装置。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种结构简单，能设计模拟不同钻压工况，测试工具频率、位移和振动冲击力等参数，从而通过测试数据分析对水力振荡器结构优化和现场服务的参数的优选，提供重要实验依据的水力振荡器性能测试实验装置。
本发明的技术方案是：
一种水力振荡器性能测试实验装置，包括长直钢管、安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C，其特征在于：安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C呈上下状层叠设置；安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C的中心部位分别设置有装配孔，装配孔外侧的各圆盘圆周上均布有钢管孔，安装圆盘A、安装圆盘B和安装圆盘C相互之间由钢管孔通过长直钢管贯穿连接；钢管孔与装配孔之间的安装圆盘A和安装圆盘B圆周上均布有螺栓孔，安装圆盘A和安装圆盘B之间由螺栓孔通过连接螺栓连接；安装圆盘A和安装圆盘B之间的连接螺栓上设置有弹簧。
所述的长直钢管数量为4个；所述的连接螺栓数量为8个。
所述的长直钢管上安装有拉力传感器。
所述的安装圆盘C下表面的长直钢管上设置有螺母。
所述的安装圆盘A上表面的长直钢管和连接螺栓上分别设置有压紧螺母。
本发明的有益效果在于：
该水力振荡器性能测试实验装置结构简单，使用方便；有效解决了现有实验室中对水力振荡器施加钻压的难题，该水力振荡器性能测试实验装置可以通过调节压紧螺母完成模拟不同钻压工况各个性能参数的测试，相比现有采用液压模拟装置进行测试实验，具有简便并且可有效控制成本的特点。该水力振荡器性能测试实验装置能模拟不同钻压工况、测试工具频率、位移和振动冲击力，通过对测试数据的分析；对水力振荡器结构优化和现场服务的参数的优选提供重要实验依据。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的试验状态示意图。
图中：1、长直钢管，2、安装圆盘A，3、安装圆盘B，4、安装圆盘C，5、震荡短节，6、动力短节，7、连接螺栓，8、螺母，9、压紧螺母，10、弹簧，11、振动位移传感器，12、拉力传感器,13、装配孔。
具体实施方式
该水力振荡器性能测试实验装置包括长直钢管1、安装圆盘A2、安装圆盘B3和安装圆盘C4。安装圆盘A2、安装圆盘B3和安装圆盘C4呈上下状层叠设置；安装圆盘A2、安装圆盘B3和安装圆盘C4的中心部位分别设置有装配孔13，装配孔13外侧的各圆盘圆周上均布有钢管孔，安装圆盘A2、安装圆盘B3和安装圆盘C4相互之间由钢管孔通过4个长直钢管1贯穿连接；各长直钢管1上安装有拉力传感器12。安装圆盘C4下表面的长直钢管1上设置有螺母8。
钢管孔与装配孔13之间的安装圆盘A2和安装圆盘B3圆周上均布有螺栓孔，安装圆盘A2和安装圆盘B3之间由螺栓孔通过8个连接螺栓7连接；安装圆盘A2和安装圆盘B3之间的连接螺栓7上分别设置有弹簧10。安装圆盘A2上表面的长直钢管1和连接螺栓7上分别设置有压紧螺母9。
该水力振荡器性能测试实验装置工作时，将水力振荡器的震荡短节5插入安装在安装圆盘A2和安装圆盘B3的装配孔13内，将水力振荡器的动力短节6插入安装在安装圆盘C4的装配孔13内，震荡短节5与安装圆盘B3、动力短节6与安装圆盘C4之间采用焊接方式固定，并分别在震荡短节5和动力短节6的端面安装好振动位移传感器11。然后将泥浆泵的进出端分别与动力短节6和震荡短节5连通即可进行测试实验。
该水力振荡器性能测试实验装置的拉力传感器12可测量施加的拉力。测试实验过程中；通过旋进压紧螺母9压缩弹簧10，可以获得不同压力来模拟钻压施加，由此通过拉力传感器12而获得压力测试数据。在泥浆泵的作用下，泥浆流对水力振荡器产生的振动频率、位移和振动冲击力数据，通过振动位移传感器11采集；并采集测试震荡短节5和动力短节6两个端面的振动位移。
该水力振荡器性能测试实验装置结构简单，使用方便；有效解决了现有实验室中对水力振荡器施加钻压的难题，相比现有采用液压模拟装置进行测试实验，具有简便可行，并且可有效控制成本的特点；可对水力振荡器结构优化和现场服务的参数的优选提供重要实验依据。

Claims (5)

1.一种水力振荡器性能测试实验装置，包括长直钢管（1）、安装圆盘A（2）、安装圆盘B（3）和安装圆盘C（4），其特征在于：安装圆盘A（2）、安装圆盘B（3）和安装圆盘C（4）呈上下状层叠设置；安装圆盘A（2）、安装圆盘B（3）和安装圆盘C（4）的中心部位分别设置有装配孔（13），装配孔（13）外侧的各圆盘圆周上均布有钢管孔，安装圆盘A（2）、安装圆盘B（3）和安装圆盘C（4）相互之间由钢管孔通过长直钢管（1）贯穿连接；钢管孔与装配孔（13）之间的安装圆盘A（2）和安装圆盘B（3）圆周上均布有螺栓孔，安装圆盘A（2）和安装圆盘B（3）之间由螺栓孔通过连接螺栓（7）连接；安装圆盘A（2）和安装圆盘B（3）之间的连接螺栓（7）上设置有弹簧（10）。
2.根据权利要求1所述的一种水力振荡器性能测试实验装置，其特征在于：所述的长直钢管（1）数量为4个；所述的连接螺栓（7）数量为8个。
3.根据权利要求1所述的一种水力振荡器性能测试实验装置，其特征在于：所述的长直钢管（1）上安装有拉力传感器（12）。
4.根据权利要求1所述的一种水力振荡器性能测试实验装置，其特征在于：所述的安装圆盘C（4）下表面的长直钢管（1）上设置有螺母（8）。
5.根据权利要求1所述的一种水力振荡器性能测试实验装置，其特征在于：所述的安装圆盘A（2）上表面的长直钢管（1）和连接螺栓（7）上分别设置有压紧螺母（9）。
CN201510242408.4A 2015-05-13 2015-05-13 一种水力振荡器性能测试实验装置 Expired - Fee Related CN104819837B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510242408.4A CN104819837B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种水力振荡器性能测试实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510242408.4A CN104819837B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种水力振荡器性能测试实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104819837A true CN104819837A (zh) 2015-08-05
CN104819837B CN104819837B (zh) 2017-12-08

Family

ID=53730196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510242408.4A Expired - Fee Related CN104819837B (zh) 2015-05-13 2015-05-13 一种水力振荡器性能测试实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104819837B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105181125A (zh) * 2015-09-21 2015-12-23 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 钻井用井下水力振荡器模拟测试装置及其测试方法
CN106383041A (zh) * 2016-12-09 2017-02-08 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 一种轴向加载装置
CN109184693A (zh) * 2018-09-06 2019-01-11 四川盐业地质钻井大队 岩盐老矿区老井挖潜工艺
CN111577188A (zh) * 2020-04-21 2020-08-25 中石化石油工程技术服务有限公司 井下震击器的地面模拟试验方法
CN111751138A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 中石化石油机械股份有限公司 用于水力振荡器的模拟工况加载系统
CN111751139A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 中石化石油机械股份有限公司 井下托压模拟实验系统及实验方法
CN111829803A (zh) * 2020-07-16 2020-10-27 长江大学 水力振荡器测试用试验台

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103061745A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 中国石油大学(北京) 一种模拟底部钻具组合力学特性的试验装置及试验方法
CN103233681A (zh) * 2013-04-28 2013-08-07 扬州大学 振动辅助钻井模拟装置
CN103292970A (zh) * 2013-05-09 2013-09-11 西南石油大学 一种深水钻井工况下隔水管振动特性模拟试验装置及试验方法
WO2013180727A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 University Of Connecticut A method and a system for testing operational integrity of a drilling rig
CN103454055A (zh) * 2013-09-16 2013-12-18 中国地质大学（北京） 孔底振动模拟试验台
CN103712790A (zh) * 2014-01-10 2014-04-09 中国地质大学（武汉） 一种研究钻柱动力学特性的实验设备
CN203785868U (zh) * 2013-11-29 2014-08-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 振荡器测试台架
CN204575318U (zh) * 2015-05-13 2015-08-19 长江大学 一种水力振荡器性能测试实验装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013180727A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 University Of Connecticut A method and a system for testing operational integrity of a drilling rig
CN103061745A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 中国石油大学(北京) 一种模拟底部钻具组合力学特性的试验装置及试验方法
CN103233681A (zh) * 2013-04-28 2013-08-07 扬州大学 振动辅助钻井模拟装置
CN103292970A (zh) * 2013-05-09 2013-09-11 西南石油大学 一种深水钻井工况下隔水管振动特性模拟试验装置及试验方法
CN103454055A (zh) * 2013-09-16 2013-12-18 中国地质大学（北京） 孔底振动模拟试验台
CN203785868U (zh) * 2013-11-29 2014-08-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 振荡器测试台架
CN103712790A (zh) * 2014-01-10 2014-04-09 中国地质大学（武汉） 一种研究钻柱动力学特性的实验设备
CN204575318U (zh) * 2015-05-13 2015-08-19 长江大学 一种水力振荡器性能测试实验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李博: ""水力振荡器的研制与现场试验"", 《石油钻探技术》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105181125A (zh) * 2015-09-21 2015-12-23 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 钻井用井下水力振荡器模拟测试装置及其测试方法
CN106383041A (zh) * 2016-12-09 2017-02-08 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司 一种轴向加载装置
CN109184693A (zh) * 2018-09-06 2019-01-11 四川盐业地质钻井大队 岩盐老矿区老井挖潜工艺
CN111577188A (zh) * 2020-04-21 2020-08-25 中石化石油工程技术服务有限公司 井下震击器的地面模拟试验方法
CN111577188B (zh) * 2020-04-21 2022-02-11 中石化石油工程技术服务有限公司 井下震击器的地面模拟试验方法
CN111751138A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 中石化石油机械股份有限公司 用于水力振荡器的模拟工况加载系统
CN111751139A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 中石化石油机械股份有限公司 井下托压模拟实验系统及实验方法
CN111751138B (zh) * 2020-06-30 2022-03-08 中石化石油机械股份有限公司 用于水力振荡器的模拟工况加载系统
CN111751139B (zh) * 2020-06-30 2022-06-03 中石化石油机械股份有限公司 井下托压模拟实验系统及实验方法
CN111829803A (zh) * 2020-07-16 2020-10-27 长江大学 水力振荡器测试用试验台

Also Published As

Publication number Publication date
CN104819837B (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104819837A (zh) 一种水力振荡器性能测试实验装置
CN102305021B (zh) 一种模拟空气钻井井下钻具动态力学特征的实验方法
CN203547713U (zh) 管柱振动减摩阻实验装置
CN104005750A (zh) 基于钻柱-钻头-岩石-井筒系统全尺寸钻进模拟的钻井提速评价方法
CN103032064A (zh) 一种钻井过程中气侵位置检测的方法及装置
CN105464588A (zh) 一种超声波振动碎岩实验装置及实验方法
CN205909778U (zh) 一种水下高压用磁致伸缩位移传感器密封装置
CN103712790A (zh) 一种研究钻柱动力学特性的实验设备
CN204575318U (zh) 一种水力振荡器性能测试实验装置
CN105372119A (zh) 能量控制下的振动致裂试验装置
SA520412670B1 (ar) نمذجة التصديع الهيدروليكي والتحكم به
Frash et al. Geomechanical evaluation of natural shear fractures in the EGS Collab Experiment 1 test bed
CN107152271B (zh) 一种模拟生产钻柱振动及动态应力的测试方法及装置
CN104695925A (zh) 一种作用于储层的电脉冲参数的设定方法
CN103696757A (zh) 一种用于测量模拟钻井中钻头侧向力及轴向力的装置
CN109209227A (zh) 一种水平井钻柱动力学研究用井下模拟系统
CN109826629B (zh) 一种煤矿地面压裂坚硬顶板工艺选取方法
Wu et al. Using an acoustic sensor and accelerometer to measure the downhole impact frequency of a hydraulic impactor
CN206556849U (zh) 推靠式导向钻具执行机构模拟测试装置
CN106644446A (zh) 推靠式导向钻具执行机构模拟测试装置
Teodoriu Use of downhole mud-driven hammer for geothermal applications
CN203729975U (zh) 一种用于测量模拟钻井中钻头侧向力及轴向力的装置
Ingraham et al. Design of a long term hydraulic fracture and flow system
CN205209753U (zh) 一种适用于水力振荡器室内测试平台的加压装置
Huang et al. An Integrated Approach to Constrain In-Situ Stress Field: Comprehensive Geomechanical Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171208

Termination date: 20180513

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee