CN112362454A - 一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置和试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置和试验方法，装置包括旋转动力构件、夹持构件、耐磨带、摩擦件、固定构件和施力构件；夹持构件设置在旋转动力构件上，夹持构件用于夹持钻具本体，钻具本体上设置有耐磨带，耐磨带的外侧设置有摩擦件，摩擦件通过固定构件设置在耐磨带的外侧，旋转动力构件旋转时，施力构件通过施力移动摩擦件，使得摩擦件与耐磨带相接触进行摩擦。通过本发明的钻具耐磨带实物性能检测评价装备，可模拟钻具耐磨带产品与上层套管或井壁岩石间的摩擦磨损状态，定量分析耐磨带产品的损耗与上层套管或井壁岩石间的磨损量间的关系，为优选钻具耐磨带产品提供试验数据支持。

Description

一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置和试验方法
技术领域
本发明属于油、气田勘探开发领域，具体属于一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置和试验方法。
背景技术
在油气勘探开发中的钻井作业过程中，钻具不可避免的会和井壁或上层套管发生接触，产生摩擦磨损。采用钻具耐磨带是一种保护钻具的常用技术手段。目前，国内外钻具耐磨带的品种繁多，质量和性能也参差不齐，但检测手段多以材料性能检测为主，如耐磨带的硬度，组织、附着力等，缺少对钻具耐磨带的实物性能的检测评价装备，尤其是检测评价耐磨带与上层套管或井壁岩石间的磨损问题，从而缺少选择更合适的耐磨带产品的试验数据支持。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置和试验方法，结构简单，能够有效模拟钻具耐磨带在钻井过程中的摩擦磨损情况，为钻具耐磨带的评价和优选提供试验数据支撑。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，包括旋转动力构件、夹持构件、耐磨带、摩擦件、固定构件和施力构件；
所述夹持构件设置在旋转动力构件上，夹持构件用于夹持钻具本体，所述钻具本体上设置有耐磨带，耐磨带的外侧设置有摩擦件，摩擦件通过固定构件设置在耐磨带的外侧，旋转动力构件旋转时，施力构件通过施力移动摩擦件，使得摩擦件与耐磨带相接触进行摩擦。
优选的，还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却泵和喷淋管线，所述冷却泵将冷却液输送至喷淋管线，喷淋管线的出口指向摩擦件与耐磨带的摩擦部位。
进一步的，所述冷却液为清水或钻井液。
优选的，所述摩擦件呈圆环形，摩擦件套设在耐磨带的外侧。
进一步的，所述摩擦件的两端设置有密封挡圈。
优选的，所述钻具本体呈圆柱状，耐磨带厚度均匀设置在钻具本体的外表面上。
进一步的，所述耐磨带敷焊在钻具本体的外表面上。
优选的，所述夹持构件为卡盘结构。
优选的，所述摩擦件采用金属或岩石制成。
一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置的试验方法，基于上述任意一项所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，包括以下步骤，
步骤1，将耐磨带固定在钻具本体上，对包括耐磨带的钻具本体和摩擦件进行称重，记录称重数据；
步骤2，将钻具本体夹持在夹持构件上，将摩擦件移动到钻具耐磨带的外侧，并进行固定；
步骤3，启动旋转动力构件，旋转动力构件带动钻具本体旋转；启动施力构件，使摩擦件移动，与钻具耐磨带接触进行摩擦；
步骤4，调整旋转动力构件的转速，设定旋转动力构件的旋转时间和/或圈数，当达到预定的旋转时间和/或圈数时，旋转动力构件停车，钻具本体停止转动；
步骤5，取下钻具本体和摩擦件进行称重，记录称重数据与步骤1的称重数据对比后进行耐磨带性能评价。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，通过夹持构件将钻具本体夹持到旋转动力构件上，旋转动力构件在旋转状态下带动设置在钻具本体上的耐磨带旋转；通过施力构件施加压力，将固定构件固定的摩擦件移动到耐磨带外表面；实现耐磨带与摩擦件的摩擦，对钻具耐磨带进行模拟试验，从而评定其性能。通过本发明的钻具耐磨带实物性能检测评价装备，可模拟钻具耐磨带产品与上层套管或井壁岩石间的摩擦磨损状态，定量分析耐磨带产品的损耗与上层套管或井壁岩石间的磨损量间的关系，为优选钻具耐磨带产品提供试验数据支持。
进一步的，通过设置冷却装置，模拟钻具耐磨带在实际使用过程中的磨损情况，提高性能评价的准确性。
进一步的，通过在摩擦件的两端设置有密封挡圈，便于进行冷却液的收集，便于冷却液的回收利用，降低实验成本。
进一步的，钻具本体呈圆柱状，耐磨带厚度均匀设置在钻具本体的外表面上。通过设置厚度均匀的耐磨带，便于评价出钻具耐磨带的摩擦性能，提高实验结果的准确性。
进一步的，通过设置夹持构件为卡盘结构，方便进行夹持钻具本体，且在试验过程中，卡盘结构的夹持构件稳定性强，不易晃动，能够有效避免试验误差。
附图说明
图1为本发明实施例一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置结构示意图。
附图中：1-旋转动力构件，2-夹持构件，3-钻具本体，4-耐磨带，5-摩擦件，6-固定构件，7-施力构件，8-冷却装置，9-密封挡圈。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例
如图1所示，一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，包括旋转动力构件1、夹持构件2、钻具本体3、耐磨带4、摩擦件5、固定构件6、施力构件7、冷却装置8和密封挡圈9。
钻具本体3为圆柱件，圆柱件的外径为126～129mm；耐磨带4敷焊在钻具本体3上。耐磨带4的宽度为76～77mm，厚度2.5～3mm，硬度为HRC55～61。
夹持构件2为卡盘结构，将钻具本体3固定在旋转动力构件1上，启动旋转动力构件1，通过钻具本体3使耐磨带4旋转。通过钻具本体夹持构件2将钻具本体3固定在旋转动力构件上，启动旋转动力构件1，带动耐磨带4旋转。旋转动力构件1的转速为80～120r/min。将含耐磨带的钻具本体和摩擦件进行称重并记录数据。
摩擦件5为圆环件，可以是金属或岩石，摩擦件5的内径大于耐磨带4的外径，长度为250～350mm，壁厚大于10mm。
摩擦件5通过固定构件6移动到耐磨带4的外表面，与耐磨带4接触。摩擦件5为外径177～179mm，壁厚12～13.5mm的P110钢质套管。
启动旋转动力构件1，使钻具本体3发生旋转，旋转动力构件1的转速为5r/min。通过液压控制，启动施力构件7移动摩擦件5，使钻具耐磨带4与摩擦件5接触。
在施力构件7施加一个恒定的液压值，使摩擦件5与耐磨带4接触表面间产生恒定的接触压力。施力构件7施加的恒定载荷为200kN。在摩擦件的两侧端面设置并固定密封挡圈9。
调整并设定旋转动力构件1的转速和运转时间，启动旋转动力构件1，使耐磨带4与摩擦件5进行摩擦。设定旋转动力构件1的转速为120r/min，运行时间8h，当旋转动力构件1运行8h后自动停车。旋转动力构件1停车后，取下钻具本体3和摩擦件5，进行称重和记录。通过耐磨带4的表面形貌变化、摩损痕迹以及失重等参数开展耐磨带的摩损效果评价。
冷却装置8包括冷却泵和喷淋管线，冷却泵将冷却液输送至喷淋管线，喷淋管线的出口指向摩擦件5与耐磨带4的摩擦部位。泵及喷淋管线为摩擦件5与耐磨带4的接触表面提供冷却液，提供的冷却液为密度1.2g/cm3的钻井液泥浆。冷却液可以是清水、泥浆或其他液体。
摩擦件5两侧安装有密封挡圈9，密封挡圈9用于摩擦件5两端面的封堵，解决冷却液的收集和回收再利用。
一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置的试验方法，具体包括以下步骤：
S1、先将耐磨带4敷焊在钻具本体3上；
S2、对含耐磨带4的钻具本体3和摩擦件5进行称重，并记录称重数据；
S3、将钻具本体3夹持在夹持构件2上；
S4、将摩擦件5移动到钻具耐磨带4的上方，并进行固定；
S5、低转速启动旋转动力构件1，旋转动力构件1带动钻具本体3旋转；
S6、启动压力载荷施力构件7，使摩擦件5下移，与钻具耐磨带4接触，设定压力载荷施力构件7的液压值，使摩擦件5与耐磨带4间的接触摩擦压力恒定；
S7、在摩擦件5的两侧端面设置并固定密封挡圈9；
S8、启动冷却装置8，为摩擦件5与耐磨带4间的接触面提供冷却液
S9、调整旋转动力构件1的转速，设定旋转动力构件1的旋转时间/圈数，当达到预定的旋转时间/圈数时，旋转动力构件1自动停车，钻具本体3停止转动。
S10、取下钻具耐磨带4和摩擦件5，进行称重。
S11、进行称重数据分析，并通过耐磨带的表面形貌变化、摩损痕迹以及失重等参数开展耐磨带的摩损效果评价。具体评价项目包括观察耐磨带4表面是否出现裂纹，是否存在剥落，以及计算单位时间里耐磨带4的磨损量即质量减少；摩擦件5的磨损形貌，壁厚减少量，摩擦件5的磨损量即质量减少等数据。
上述实施例中的钻具本体3、摩擦件5以及旋转动力构件1的具体参数数据，仅是一种可能的实施方案，不应限制本专利的应用范围。
通过上述实施方式的钻具耐磨带实物性能检测评价装备，可模拟钻具耐磨带产品与上层套管或井壁岩石间的摩擦磨损状态，定量分析耐磨带产品的损耗与上层套管或井壁岩石间的磨损量间的关系，为优选钻具耐磨带产品提供试验数据支持。

Claims (10)

1.一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，包括旋转动力构件(1)、夹持构件(2)、耐磨带(4)、摩擦件(5)、固定构件(6)和施力构件(7)；
所述夹持构件(2)设置在旋转动力构件(1)上，夹持构件(2)用于夹持钻具本体(3)，所述钻具本体(3)上设置有耐磨带(4)，耐磨带(4)的外侧设置有摩擦件(5)，摩擦件(5)通过固定构件(6)设置在耐磨带(4)的外侧，旋转动力构件(1)旋转时，施力构件(7)通过施力移动摩擦件(5)，使得摩擦件(5)与耐磨带(4)相接触进行摩擦。
2.根据权利要求1所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，还包括冷却装置(8)，所述冷却装置(8)包括冷却泵和喷淋管线，所述冷却泵将冷却液输送至喷淋管线，喷淋管线的出口指向摩擦件(5)与耐磨带(4)的摩擦部位。
3.根据权利要求2所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述冷却液为清水或钻井液。
4.根据权利要求1所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述摩擦件(5)呈圆环形，摩擦件(5)套设在耐磨带(4)的外侧。
5.根据权利要求4所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述摩擦件(5)的两端设置有密封挡圈(9)。
6.根据权利要求1所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述钻具本体(3)呈圆柱状，耐磨带(4)厚度均匀设置在钻具本体(3)的外表面上。
7.根据权利要求6所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述耐磨带(4)敷焊在钻具本体(3)的外表面上。
8.根据权利要求1所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述夹持构件(2)为卡盘结构。
9.根据权利要求1所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，其特征在于，所述摩擦件(5)采用金属或岩石制成。
10.一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置的试验方法，其特征在于，基于权利要求1～9任意一项所述的一种钻具耐磨带实物性能检测评价装置，包括以下步骤，
步骤1，将耐磨带(4)固定在钻具本体(3)上，对包括耐磨带(4)的钻具本体(3)和摩擦件(5)进行称重，记录称重数据；
步骤2，将钻具本体(3)夹持在夹持构件(2)上，将摩擦件(5)移动到钻具耐磨带(4)的外侧，并进行固定；
步骤3，启动旋转动力构件(1)，旋转动力构件(1)带动钻具本体(3)旋转；启动施力构件(7)，使摩擦件(5)移动，与钻具耐磨带(4)接触进行摩擦；
步骤4，调整旋转动力构件(1)的转速，设定旋转动力构件(1)的旋转时间和/或圈数，当达到预定的旋转时间和/或圈数时，旋转动力构件(1)停车，钻具本体(3)停止转动；
步骤5，取下钻具本体(3)和摩擦件(5)进行称重，记录称重数据与步骤1的称重数据对比后进行耐磨带性能评价。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207124A (zh) * 2013-03-06 2013-07-17 中国石油天然气集团公司 测试管材耐磨性能的系统及方法
CN103760095A (zh) * 2014-01-15 2014-04-30 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 滑台式套管磨损机
CN204436364U (zh) * 2014-11-06 2015-07-01 中国石油化工股份有限公司 测定钻杆与套管的滑动摩擦系数的装置
CN207832601U (zh) * 2018-01-24 2018-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种中空微珠抗研磨测试实验装置
DE112017003531T5 (de) * 2016-07-12 2019-03-28 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Verfahren zur Bewertung von Kautschukabriebbeständigkeit
CN109540721A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 西南石油大学 一种用于研究钻杆与套管摩擦磨损的实验装置及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207124A (zh) * 2013-03-06 2013-07-17 中国石油天然气集团公司 测试管材耐磨性能的系统及方法
CN103760095A (zh) * 2014-01-15 2014-04-30 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 滑台式套管磨损机
CN204436364U (zh) * 2014-11-06 2015-07-01 中国石油化工股份有限公司 测定钻杆与套管的滑动摩擦系数的装置
DE112017003531T5 (de) * 2016-07-12 2019-03-28 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Verfahren zur Bewertung von Kautschukabriebbeständigkeit
CN207832601U (zh) * 2018-01-24 2018-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种中空微珠抗研磨测试实验装置
CN109540721A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 西南石油大学 一种用于研究钻杆与套管摩擦磨损的实验装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付太森等: "两种钻杆耐磨带摩擦磨损性能试验对比分析", 《石油矿场机械》 *
杜平 等: "一种新型石油钻具耐磨带的实用性研究", 《石油矿场机械》 *

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