CN105239946B - 连续油管牵引器的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续油管牵引器的实验装置，包括密封罐壳体，密封罐壳体的两端通过第一、第二密封端盖封口，密封罐壳体内设有滚筒、驱动轴，滚筒固定在驱动轴上，驱动轴的两端可转动支撑于第一、第二密封端盖，滚筒上缠绕有连续软管，驱动轴的一端设有循环液通道，循环液通道的一端沿驱动轴的轴向穿出驱动轴，形成进液口，循环液通道的另一端沿驱动轴的径向穿出驱动轴，形成出液口，连续软管的输入端与循环液通道的出液口连通，密封罐壳体上设有连续油软牵引出口，连续软管的牵引端延伸出连续油软牵引出口，密封罐壳体的下端设有排泄口。它使该牵引器实验平台更接近现实井筒工况，有助于连续油管牵引器等井下工具的研究和开发。

Description

连续油管牵引器的实验装置

技术领域

本发明属于连续软管油田井下作业应用领域，涉及一种连续油管牵引器的实验装置。

背景技术

连续油管钻井技术是指以CT作为钻井管柱，滑动推进底部钻具组合进行钻进的一种新钻井技术，在提高老油田，页岩气、煤层气及致密气非常规气藏，“低压、低渗、低产”三低油气藏，以及其它难动用油气藏的开发效益，降低成本，减少油层污染，保护环境等方面优势突出，在中国有着广泛的应用前景。但因CT强度低、在井眼中不旋转，滑动钻进时遇阻严重，管柱送进困难，钻压无法施加，甚至发生卡钻，使钻进无法进行，严重影响井眼CT滑动钻井技术的应用与推广。CT钻井牵引器能有效克服井下CT滑动阻力，牵引井下CT管柱下入或取出，并为钻头提供有效钻压，使CT滑动钻井顺利进行，因此研究设计CT钻井液压驱动牵引器，对推动我国连续管钻井技术发展有重要意义。

井下牵引器即井下爬行器，也叫井下爬行机构、井下拖拉机、井下牵引机器人、井下水力加压器、井下钻头推进器等，是一种能在井底提供牵引力的一种井下工具。井下牵引器按其运动原理可分为滚轮爬行式、履带爬行式(链轨式)和抓靠臂伸缩滑动式(步进式)三种，其中轮式出现最早，伸缩式次之，履带式最晚。牵引爬行器按其能量来源可分为CT式、电缆式和混合式三种。其中CT式牵引器在其尾部连接有CT，地面通过CT泵入高压液体，高压液体驱动牵引爬行器内部涡轮机构，为整个牵引爬行装置提供能量。电缆式牵引器则是通过连接在其尾部电缆从地面获得能量。混合式牵引器则既可通过地面泵入高压液体提供能量驱动，又可以通过电缆输送电能驱动。

20世纪90年代后期，国外许多公司相继开发了能够在井下独立作业的水平井电缆牵引器。经过多年的发展，到目前为止，有代表性的牵引器产品主要包括：英国Sondex有限公司的Sondex轮式牵引器，丹麦Welltec公司Well Tractor轮式牵引器，挪威MaritimeWell Service(MWS)公司的PowerTrac Advance轮式牵引器、PowerTrac INVADER履带式牵引器，法国Schlumberger公司的MaxTRAC伸缩式牵引器、英国ExproGroup公司的SmarTract伸缩式牵引器、美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器。其中美国Western Well Tool公司的Microhole Drilling Tractor伸缩式牵引器是CT式的靠地面高压钻井液驱动的、可用于小井眼的牵引器，工作时可保持有效地钻井液循环；其余的牵引器大都是轮式或履带式，外围尺寸较大，只适用于大直径井眼，用电缆或钢丝绳连接，电驱动，牵引力较小，工作时不能进行有效的钻井液循环，一般限于测井行业的应用。

但无论是哪种牵引器，对国内而言，国外都采取了严格的技术保密措施，致使国内对井下牵引器的研究还处于刚起步的阶段：自2002年8月，塔里木油田通过技术合作的方式，采用井下牵引器技术进行了水平井产业剖面测井的探索，取得了一定的效果。此后，中国石油大学、哈尔滨工业大学、西南石油学院、大庆石油学院、西安石油大学等国内的少数科研院所也相继开展了井下牵引器的研究，但主要是针对在大直径井眼中牵引测井电缆或输送井下工具用的电驱动轮式牵引器，针对液压驱动井下CT牵引器的研究很少，也没有成熟的产品投放市场。

针对这种情况设计了一种连续油管连续油管牵引器(高德利,侯学军,等.一种电控液压驱动连续油管井下牵引器.CN201210290228.X)，该牵引器需要在高压钻井液循环条件下，模拟利用高压大排量循环液驱动牵引器牵引连续油管实现井下牵引作业，当前国内没有合适的滚筒连续油管牵引实验装置，常规的实验室的模拟高压井筒循环压力也只有1-3MPa，不能满足牵引器驱动压力要求，压力较高的井筒模拟实验又不能实现连续油管的连续牵引实验，同时高压循环密封问题难以解决，缺少牵引器各种性能测试的仪器设备。因此既能模拟滚筒连续油管牵引方式，又能实现钻井液高压(10-20MPa)循环，高排量，同时又具备牵引器各项性能测量的各种仪器设备的模拟实验平台，目前还没有。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续油管牵引器的实验装置，它不仅能模拟连续软管的起钻、下钻作业，还能提供循环液高压循环，解决了连续油管牵引器实验平台不能综合模拟牵引滚筒连续软管在高压环境下进行实验的牵引器综合性能参数实验等技术难题，模拟出更接近现实井筒的工况，有助于连续油管牵引器等井下工具的研究和开发。

本发明的目的是这样实现的：

一种连续油管牵引器的实验装置，包括呈圆管状的密封罐壳体，所述密封罐壳体轴向的两端通过第一密封端盖、第二密封端盖封口，密封罐壳体内设有滚筒、驱动轴，所述滚筒周向固定在驱动轴上，所述驱动轴与密封罐壳体同轴，驱动轴的两端可转动支撑于第一密封端盖、第二密封端盖，滚筒上缠绕有连续软管，所述驱动轴支撑于第二密封端盖的一端设有循环液通道，所述循环液通道的一端沿驱动轴的轴向穿出驱动轴，形成进液口，循环液通道的另一端沿驱动轴的径向穿出驱动轴，形成出液口，所述连续软管的输入端与循环液通道的出液口连通，所述密封罐壳体上设有连续油软牵引出口，所述连续软管的牵引端延伸出连续油软牵引出口，密封罐壳体的下端设有排泄口。

为了对驱动轴提供动力，优选地，还包括驱动电机，所述驱动电机与驱动轴支撑于第一密封端盖的一端动力连接。

为了将外部循环液经循环液通道输入连续软管内，优选地，还包括输入轴，所述输入轴可转动支撑于第二密封端盖，所述驱动轴与输入轴对接在一起形成一整轴，输入轴上沿轴向设有循环液孔，该循环液孔与驱动轴上的出液口连通。

为了控制循环液的压力大小，优选地，所述输入轴上设有调节阀。

为了便于检修密封罐壳体内部的零部件，优选地，所述密封罐壳体的上部设有检修窗口，该检修窗口通过可拆卸的密封盖密封。

为了支撑密封罐壳体，使本实验装置工作稳定，优选地，所述密封罐壳体的下方设有底座支架，用于支撑密封罐壳体。

为了连接外部的高压软管，优选地，所述连续油软牵引出口呈四棱锥形，连续油软牵引出口的顶端设有连接法兰。

为了利于排除密封罐壳体内的物质，优选地，所述密封罐壳体的下端设有漏斗，所述漏斗的内腔与密封罐壳体的内腔连通，所述排泄口设置在漏斗的下端。

为完成连续软管钻井、携砂、除垢、井筒多相流等试验，优选地，还包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶轮，所述搅拌轴沿竖向可转动支撑于漏斗，搅拌轴的上端伸入漏斗的内腔中，搅拌轴的下端位于漏斗的下方，所述搅拌叶轮设于搅拌轴的上端，所述搅拌电机与搅拌轴的下端动力连接。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、直接用电机驱动滚筒实现滚筒上连续软管的预拉紧，减小了用真实滚筒进行牵引实验的成本，避免了牵引器实验过程中软管伸缩以及与井壁的摩阻等因素对实验测试结果的影响，使实验结果更真实。

2、直接模拟真实连续软管作业机的工作液循环方式进行循环，为用高压循环液驱动牵引器进行牵引实验提供了必要条件，弥补当前牵引器实验无高压循环液驱动的不足。

3、直接用高压密封罐壳体将整个模拟牵引滚筒和连续软管进行高压密封，为连续油管牵引器在高压井筒环境下进行牵引实验提供了必要条件，弥补当前牵引器高压循环驱动牵引实验平台的不足。

4、该实验装置的连续软管装置可以模拟连续软管作业机滚筒循环流阻实验，弥补连续软管钻井循环流阻研究的不足。

5、该实验装置可以为任何需要高温高压高排量的井筒提供必要的高压循环，拓展了该实验装置的功能，弥补现有实验装置功能的过于单一的不足。

6、该实验装置配备了搅拌装置，可协助完成连续软管钻井、携砂、除垢、井筒多相流等试验。

附图说明

图1为本发明一个实施例的组成系统示意图；

图2为流体输入、输出系统主要部件示意图；

图3为模拟井筒系统主要部件示意图；

图4为平台系统主要部件示意图；

图5为井筒主夹具系统一垂直轴向截面示意图；

图6为井筒主夹具系统一沿轴向垂直剖面示意图；

图7为井筒辅夹具系统垂直轴向截面示意图；

图8为井筒辅夹具系统沿A-A向剖面示意图；

图9为井筒入口多功能接头主视示意图；

图10为井筒入口多功能接头B-B截面示意图；

图11为连续油管牵引器的实验装置的剖视示意图；

图12为密封罐壳体系统轴向剖视示意图；

图13为密封罐壳体系统横向截面示意图；

图14为密封罐壳体系统整体俯视示意图；

图15为密封罐壳体系统整体主视示意图；

图16为连续软管滚筒缠绕系统主视示意图；

图17为搅拌系统主视示意图。

附图标记

附图中，1、流体输入系统，2、模拟井筒系统，3、流体输出系统，4、起升平台系统，5、数据采集及控制系统；

1、流体输入系统，101、第一连续油管牵引器的实验装置，102、阀门一，104、井筒入口软管，105、阀门二，106、第一回流管线，107、阀门三，108、高压管线，109、阀门三，110、吸入口阀门，111、高压泵，112、吸入管线，113、第二回流管线，114、储水罐，115、储水罐排泄管，116、储水罐排泄阀门；

2、模拟井筒系统，21、模拟井筒系统一，22、模拟井筒系统二，23、模拟井筒系统三；

211、井筒入口软管接头，212、井筒入口多功能接头，213、模拟井筒短节，214、牵引器系统，215、牵引器中心滑管总成，216、井筒出口多功能接头，217、井筒出口软管接头；

221、模拟凸台井筒短节，222、模拟渐变径井筒短节，223、模拟梯坎井筒短节，224、模拟狗腿井筒短节，225、模拟鱼肚大井筒短节，226、模拟缩颈大井筒短节，227、模拟弯曲大井筒短节；

231、模拟键槽井筒短节，232、模拟扩径井筒短节，233、模拟单边凸井筒短节，234、模拟快缩径井筒短节，235、模拟鱼肚小井筒短节，236、模拟缩颈小井筒短节，237、模拟弯曲小井筒短节；

3、流体输出系统，301、第二连续油管牵引器的实验装置，302、牵引器出口连续软管，303、阀门五，304、井筒出口软管，305、第三回流管线；

4、起升平台系统，41、井筒主夹具系统一，42、主起升系统，43、井筒辅夹具系统，44、平台滑轨系统，45、滑动平台系统，46、辅起升系统，47、井筒主夹具系统二；

411、井筒主夹具上固定盖，412、井筒主夹具固定底座；

431、井筒辅夹具锁紧螺栓，432、井筒辅夹具锁紧卡瓦，433、井筒辅夹具固定上盖，434、井筒辅夹具固定底座；

5、数据采集及控制系统，51、信号采集输入系统，52、信号处理控制系统，53、显示系统，54、双向输入输出控制系统。

61、密封罐壳体系统，611、第一密封端盖，612、密封罐壳体，613、密封盖，614、第二密封端盖，615、排泄口，616、搅拌轴入口密封，617、底座支架，618、连续油软牵引出口；

62、缠绕连续油管滚筒系统，621、驱动电机，622、驱动轴密封压紧盖，623、驱动轴，624、连续油管牵引端，625、滚筒，626、牵引器入口连续软管，627、连续油管输入端，628、输入端密封压紧盖，629、输入轴；

63、搅拌系统，631、搅拌电机，632、搅拌轴，633、搅拌叶轮。

具体实施方式

如图11所示，为连续油管牵引器的实验装置的一种较佳的实施例，包括密封罐壳体系统61、缠绕连续软管滚筒系统62、搅拌系统63；缠绕连续软管滚筒系统62和搅拌系统63分别装在密封罐壳体系统61内的主轴心和底部。

如图12-15所示，密封罐壳体系统61主要包含第一密封端盖611、密封罐壳体612、密封盖613、第二密封端盖614、排泄口615、搅拌轴入口密封616、底座支架617、连续软管牵引出口618。

如图12-15所示，密封罐壳体612整体为水平放置的大圆筒形，密封罐壳体612上部中心焊接小圆筒形检修窗口，小圆筒形检修窗口的顶端焊接圆形法兰，通过螺丝和密封圈与圆形密封盖613安装在小圆筒形检修口的顶端，并在连接面处加装高压密封垫圈形成高压密封结构。密封罐壳体612低端焊接有椭圆形漏斗，漏斗低端垂直焊接有搅拌轴入口密封616和排泄口615；第一密封端盖611和第二密封端盖614为圆形，中间有带螺纹压紧密封装置的通孔，用以安装密封驱动轴623；第一密封端盖611和第二密封端盖614通过螺丝、法兰和密封圈分别连接在密封罐壳体612的两端，形成高压密封结构；在密封罐壳体612的侧面焊接有滚筒连续软管牵引出口618，连续软管牵引出口618主体呈四棱锥形，顶端焊接带连接法兰的圆形出口，用作连续软管圆形出口和连接外高压软管。密封罐壳体612下部靠近两端处焊接有底座支架618，用以支撑密封罐壳体系统61。

如图16所示，缠绕连续软管滚筒系统62主要包含驱动电机621、驱动轴密封压紧盖622、驱动轴623、连续软管牵引端624、滚筒625、连续软管626、连续软管芯管接口627、输入轴密封压紧盖628、输入轴629。

如图11、图16所示，驱动电机621通过联轴器连接在驱动轴623上，所述驱动轴623支撑于第二密封端盖614的一端设有循环液通道，所述循环液通道的一端沿驱动轴623的轴向穿出驱动轴623，形成进液口，循环液通道的另一端沿驱动轴623的径向穿出驱动轴623，形成出液口，所述滚筒625为两端带圆形挡板的圆筒，套在驱动轴623上固定，可随驱动轴623一起转动；滚筒上缠绕有连续软管626，所述连续软管芯管接口627与循环液通道的出液口连通，所述密封罐壳体612上设有连续软管牵引出口618，所述连续软管牵引端624延伸出连续软管牵引出口618，所述输入轴629可转动支撑于第二密封端盖614，所述驱动轴623与输入轴629对接在一起形成一整轴，该整轴两端分别用驱动轴密封压紧盖622和输入轴密封压紧盖628压紧密封；输入轴629上沿轴向设有循环液孔，该循环液孔与驱动轴623上的出液口连通。所述输入轴629上设有用于调节循环液流量的调节阀。

如图17所示，搅拌系统63主要包含搅拌电机631、搅拌轴632、搅拌叶轮633。

如图11、图17所示，搅拌叶轮633为对称的两搅拌叶片，垂直固定在搅拌轴632上，搅拌轴632通过搅拌轴入口密封616安装在密封罐壳体612的底部，所述搅拌电机631为防暴电机，搅拌轴632下端与防暴电机631的输出轴相连接。搅拌装置可协助完成连续油管钻井、携砂、除垢、井筒多相流等试验。

本发明的工作过程如下：

同时需要第一连续油管牵引器的实验装置、第二连续油管牵引器的实验装置，第一连续油管牵引器的实验装置、第二连续油管牵引器的实验装置的连续软管牵引出口分别与模拟井筒连接，第一连续油管牵引器的实验装置、第二连续油管牵引器的实验装置的连续软管的牵引端分别与模拟井筒内的连续油管牵引器连接，所述第一连续油管牵引器的实验装置、第二连续油管牵引器的实验装置的输入轴分别通过管道与储水罐连通，即可通过连续油管牵引器的实验装置模拟连续软管的起钻、下钻作业，还能提供循环液高压循环，解决了连续油管牵引器实验平台不能综合模拟牵引滚筒连续软管在高压环境下进行实验的牵引器综合性能参数实验等技术难题，模拟出更接近现实井筒的工况，有助于连续油管牵引器等井下工具的研究和开发。

本发明不仅仅局限于上述实施例，参见图1，包括第一连续油管牵引器的实验装置、第二连续油管牵引器的实验装置、流体输入系统1、模拟井筒系统2、流体输出系统3、平台系统4、数据采集及控制系统5以及储水罐114；所述流体输入系统1的输入端、流体输出系统3的输出端均与储水罐114连接，所述模拟井筒系统2的两端分别与流体输入系统1的输出端、流体输出系统3的输入端连接，形成闭合的流体循环通道。模拟井筒系统2整体固定安装在平台系统4上，用于实现模拟任意井斜角的井筒实验。数据采集及控制系统5分别采集其他各系统的数据，进行处理后，发出相应的控制信号，实现牵引器在模拟井筒中的实验。

流体输入系统1主要包含阀门一102、井筒入口软管104、阀门二105、第一回流管线106、阀门三107、输入管线108、阀门三109、吸入口阀门110、高压泵111、吸入管线112、第二回流管线113，各阀门均采用高压闸阀。

如图2所示，第一连续油管牵引器的实验装置101分别有4个接口，分别为排泄口615、输入轴629输入端、连续软管芯管接口627、连续软管牵引出口618，输入轴629输入端通过法兰螺栓与输入管线108连接，排泄口615通过法兰螺栓与第一回流管线106连接，连续软管芯管接口627与驱动轴通过密封螺纹相连接，连续软管牵引出口618通过法兰螺栓与井筒入口软管104相连接；连续软管626和井筒入口软管104同心。

如图2所示，输入管线108入口端通过法兰螺栓与高压泵111高压流体出口端相连接，输入管线108两端分别安装有阀门二105和阀门四109，在阀门二105和阀门四109之间通过三通串联有阀门三107和第二回流管线113，第二回流管线113的另一端直接接入储水罐114，第一回流管线106通过法兰、螺栓串联阀门一102，第一回流管线106的另一端通过三通并联到第二回流管线113上。

所述流体输出系统3包括井筒出口软管304、第三回流管线305，所述第二连续油管牵引器的实验装置301的结构与第一连续油管牵引器的实验装置101相同，所述井筒出口软管304的一端与模拟井筒系统2连接，另一端与第二连续油管牵引器的实验装置301的连续软管牵引出口连接，第二连续油管牵引器的实验装置301的排泄口与第三回流管线305的一端连接，第三回流管线305的另一端连接储水罐114。所述第三回流管线305上设有阀门五303。

如图2所示，储水罐114低端焊接储水罐排泄管115，储水罐排泄管115上通过法兰螺栓连接带储水罐排泄阀门116，高压泵111的流体吸入口通过法兰螺栓与吸入管线112连接，吸入口处安装有吸入口阀门110，吸入管线112另一端焊接在储水罐底部附近。

如图3、9、10所示，模拟井筒系统2主要包含模拟井筒系统一21、模拟井筒系统二22、模拟井筒系统三23。

如图3、9、10所示，模拟井筒系统一21主要包含井筒入口软管接头211、井筒入口多功能接头212、模拟井筒短节213、牵引器系统214、牵引器中心滑管总成215、井筒出口多功能接头216、井筒出口软管接头217；

如图3、9、10所示，井筒入口软管接头211为井筒入口软管104的接头，顶部焊接通孔法兰，井筒入口多功能接头212主体为厚壁光滑的金属圆筒，两端焊接袋密封槽的法兰，在金属圆筒中部外壁沿圆周方向均布焊接有4个凸台，凸台沿垂直于圆筒轴向方向的截面呈梯形，沿过圆筒轴向方向的截面呈长方形；

模拟井筒短节213共有7个，模拟井筒短节213主体呈光滑圆筒形，两端分别焊接带通孔的密封槽法兰；

牵引器系统214为电控液压驱动连续软管井下牵引器，是该实验装置的主要实验工具，牵引器中间为一根中心有水眼，两端带密封扣接头的长滑动轴，通过密封扣接头，长轴一端与连续软管相密封连接，另一端与牵引器中心滑管总成215密封连接；本实施例中，牵引器采用专利申请号为201210290228.X的“一种电控液压驱动连续油管井下牵引器”中心滑管总成包括：上中心滑管、循环液过滤器、下中心滑管。牵引器中心滑管总成215是一根中间有同心水眼的，两端带密封扣接头的长直杆；所述牵引器中心滑管总成位于密封模拟井筒内，牵引器中心滑管总成的一端与流体输出系统的连续软管连接。

井筒出口多功能接头216与井筒入口多功能接头212结构和功能完全相同，多功能接头内可以设置各种传感器；

井筒出口软管接头217与井筒入口软管接头211结构完全一样，只不过他连接的是井筒出口软管304；

井筒入口软管接头211、井筒入口多功能接头212、7个模拟井筒短节213、井筒出口多功能接头216和井筒出口软管接头217之间，通过密封法兰和螺栓连接在一起形成一根长的密封模拟井筒；

如图3所示，模拟井筒系统二22主要包含模拟凸台井筒短节221、模拟渐变径井筒短节222、模拟梯坎井筒短节223、模拟狗腿井筒短节224、模拟鱼肚大井筒短节225、模拟缩颈大井筒短节226、模拟弯曲大井筒短节227；

模拟凸台井筒短节221主体为一根两端焊接通孔法兰的厚壁圆筒，中间有内凹凸台；

模拟渐变径井筒短节222主体为一锥形园筒和一小直径的直圆筒沿轴线方向的焊接体，锥形园筒喇叭口朝外，小口朝内，模拟渐变径井筒短节222主体两端分别焊接有通孔法兰；

模拟梯坎井筒短节223主体为一锥形园筒和一小直径的直圆筒沿轴线方向的焊接体，锥形园筒喇叭口朝外，小口朝内，并在接口处焊接L形圆形凸台，主体两端分别焊接有通孔法兰；

模拟狗腿井筒短节224为一根两端焊接通孔法兰、中间弯曲的厚壁圆筒；

模拟鱼肚大井筒短节225为一根两端焊接通孔法兰、中间向外膨胀呈鼓形的厚壁大圆筒；

模拟缩颈大井筒短节226为一根两端焊接通孔法兰、中间向内收缩呈纺锤形的厚壁大圆筒；

模拟弯曲大井筒短节227为一根两端焊接通孔法兰、一边向内收缩的异形厚壁圆筒。

如图3所示，模拟井筒系统三23主要包含模拟键槽井筒短节231、模拟扩径井筒短节232、模拟单边凸井筒短节233、模拟快缩径井筒短节234、模拟鱼肚小井筒短节235、模拟缩颈小井筒短节236、模拟弯曲小井筒短节237。

模拟键槽井筒短节231为一根两端焊接通孔法兰、中间通过垂直台阶焊接有同心外凸厚壁大圆筒的厚壁圆筒；

模拟扩径井筒短节232为一根两端焊接通孔法兰、中间通过垂直台阶将两不同直径圆筒焊接在一起的厚壁圆筒；

模拟单边凸井筒短节233为一根两端焊接通孔法兰、中间不对称缩径的厚壁圆筒；

模拟快缩径井筒短节234为一根两端焊接通孔法兰、中间通过锥形台阶将两不同直径圆筒焊接在一起的厚壁圆筒；

模拟鱼肚小井筒短节235为一根两端焊接通孔法兰、中间向外膨胀呈鼓形的厚壁小圆筒；

模拟缩颈小井筒短节236为一根两端焊接通孔法兰、中间向内收缩呈纺锤形的厚壁小圆筒；

模拟弯曲小井筒短节237为一根两端焊接通孔法兰、一边向内收缩的异形厚壁小圆筒。

上述所有短节的长度相等，焊接通孔法兰外径及螺栓孔相互配合，可以任选7个不同短节通过螺栓连接成不同井筒，井筒两端分别通过法兰和螺栓接井筒入口软管接头211、井筒入口多功能接头212和井筒出口多功能接头216、井筒出口软管接头217，组成不同条件的模拟井筒，满足实验需要。

如图4-8所示，平台系统4主要包含井筒主夹具系统一41、主起升系统42、14个井筒辅夹具系统43、平台滑轨系统44、滑动平台系统45、辅起升系统46、井筒主夹具系统二47；

平台滑轨系统44为固定在夯实的地基上的两条平行的长滑轨；

滑动平台系统45主体为四条工字钢平行焊接成一体的平台，平台两端分别安装两个滑轮，滑动平台系统45以四个滑轮为支点安放在平台滑轨系统44的两条滑轨上，可沿滑轨滑动；

井筒主夹具系统一41、井筒主夹具系统二47、以及14个井筒辅夹具系统43分别同轴焊接在滑动平台系统45上，每两组与滑动平台系统45形成一个整体的安装模拟井筒的实验台架；

主起升系统42和辅起升系统46分别垂直固定在平台滑轨系统44的夯实地基上，且分布在滑动平台系统45的两端附近，主起升系统42和辅起升系统46主体为桁架结构，并安装了动滑轮组和定滑轮组，用钢丝绳分别将两起升系统上的动滑轮和定滑轮连在一起形成省力的滑轮组合，在地面电机驱动下牵引钢丝绳，通过滑轮组实现对滑动平台系统整体的起升和下降，从而实现模拟任意井斜角的井筒实验。

如图5-6所示，井筒主夹具系统一41主要包含井筒主夹具上固定盖411、井筒主夹具固定底座412；井筒主夹具上固定盖411主体为半圆形压紧卡瓦，两端焊接有长方形螺栓固定耳；井筒主夹具固定底座412，主体为厚壁半圆形压紧卡瓦，两端焊接有与井筒主夹具上固定盖411长方形螺栓固定耳相配合的螺栓固定耳，井筒主夹具上固定盖411通过螺栓和固定耳固定在井筒主夹具固定底座412上，井筒主夹具固定底座412底部通过相互垂直的支撑筋板、整体焊接在滑动平台系统45上，与滑动平台系统45形成一个整体；井筒主夹具上固定盖411半圆形内孔与井筒主夹具固定底座412半圆形内孔相配合，形成一个厚壁圆筒，圆直径大小刚好等于井筒入口多功能接头212外径大小；同时在井筒主夹具上固定盖411与井筒主夹具固定底座412形成一个厚壁圆筒居中内壁均布四个凹槽，凹槽沿垂直于圆筒轴向方向的截面呈梯形，沿过圆筒轴向方向的截面呈长方形，四个凹槽刚好与井筒入口多功能接头212外壁四个凸台相配合，可将井筒入口多功能接头212安装在井筒主夹具上固定盖411与井筒主夹具固定底座412形成的厚壁圆筒中固定。

如图4、7-8所示，在滑动平台系统上一共均匀焊接了14个井筒夹具系统43，主要包含井筒辅夹具锁紧螺栓431、井筒辅夹具锁紧卡瓦432、井筒辅夹具固定上盖433、井筒辅夹具固定底座434。

井筒辅夹具锁紧螺栓431主体为一带梯形螺纹的长螺栓，顶部带有圆孔，方便翘杠拧紧螺栓，底部为球形，方便与井筒辅夹具锁紧卡瓦432形成万向连接；

井筒辅夹具锁紧卡瓦432主体为一弧形卡瓦，弧形内壁有塑胶垫片，户型外壁居中有半球形孔，方便与井筒辅夹具锁紧螺栓431底部圆球形成万向连接；

井筒辅夹具固定上盖433与井筒辅夹具固定底座434主体都为一厚壁半圆筒，通过焊接固定耳和螺栓连接成一圆筒，并以圆通顶端为起点，圆周方向上均布三个与井筒辅夹具锁紧螺栓431梯形螺纹相配合的螺纹孔，并在每个螺纹孔外壁焊接有加强板，井筒辅夹具固定底座434底部通过垂直支撑板焊接在滑动平台45上。

如图2所示，数据采集及控制系统5主要包含信号采集输入系统51、信号处理控制系统52、显示系统53、双向输入输出控制系统54；

信号采集输入系统51主要包含每组模拟井筒系统实验过程中的每个短节的循环压差、流速、管壁摩阻、压力、以及模拟井筒内的抗拉、抗压、抗扭、抗振、牵引器等信号的采集，以及对实验平台的控制、牵引器的控制等信号并输送到信号处理控制系统52；信号处理控制系统52主要有处理器组成，负责对各实验信号进行处理；显示系统53主要由显示其组成，显示采集数据、处理结果、运行工况等信息；双向输入输出控制系统54，主要包含相关输入输出转换器、数据线等，用于对牵引器以及个实验参数进行输入输出控制等功能。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，包括呈圆管状的密封罐壳体，所述密封罐壳体轴向的两端通过第一密封端盖、第二密封端盖封口，密封罐壳体内设有滚筒、驱动轴，所述滚筒周向固定在驱动轴上，所述驱动轴与密封罐壳体同轴，驱动轴的两端可转动支撑于第一密封端盖、第二密封端盖，滚筒上缠绕有连续软管，所述驱动轴支撑于第二密封端盖的一端设有循环液通道，所述循环液通道的一端沿驱动轴的轴向穿出驱动轴，形成进液口，循环液通道的另一端沿驱动轴的径向穿出驱动轴，形成出液口，所述连续软管的输入端与循环液通道的出液口连通，所述密封罐壳体上设有连续软管牵引出口，所述连续软管的牵引端延伸出连续软管牵引出口，密封罐壳体的下端设有排泄口。

2.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，还包括驱动电机，所述驱动电机与驱动轴支撑于第一密封端盖的一端动力连接。

3.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，还包括输入轴，所述输入轴可转动支撑于第二密封端盖，所述驱动轴与输入轴对接在一起形成一整轴，输入轴上沿轴向设有循环液孔，该循环液孔与驱动轴上的出液口连通。

4.根据权利要求3所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，所述输入轴上设有调节阀。

5.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，所述密封罐壳体的上部设有检修窗口，该检修窗口通过可拆卸的密封盖密封。

6.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，所述密封罐壳体的下方设有底座支架，用于支撑密封罐壳体。

7.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，所述连续软管牵引出口呈四棱锥形，连续软管牵引出口的顶端设有连接法兰。

8.根据权利要求1所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，所述密封罐壳体的下端设有漏斗，所述漏斗的内腔与密封罐壳体的内腔连通，所述排泄口设置在漏斗的下端。

9.根据权利要求8所述的连续油管牵引器的实验装置，其特征在于，还包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶轮，所述搅拌轴沿竖向可转动支撑于漏斗，搅拌轴的上端伸入漏斗的内腔中，搅拌轴的下端位于漏斗的下方，所述搅拌叶轮设于搅拌轴的上端，所述搅拌电机与搅拌轴的下端动力连接。