CN212432393U - 一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，涉及钻井液性能测试技术领域，包括：升降装置、钻杆模型、岩样砂盘、驱动装置和扭矩传感器，岩样砂盘固定设置于升降装置的升降端面，驱动装置的输出轴通过两个传动装置传动连接于钻杆模型的中心轴的两端，钻杆模型设置于岩样砂盘的上方，岩样砂盘在升降装置的作用下能够向钻杆模型移动，扭矩传感器的输入端连接于驱动装置的输出轴上，本实用新型提供的装置能够较为真实的模拟出实际工作中钻杆与钻井液泥饼之间的摩擦扭矩，以便于后续分析评价不同润滑剂形成的钻井液泥饼对钻井液润滑性能的改善情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井液性能测试技术领域，特别是涉及一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置。
背景技术
随着油气资源勘探开发力度逐步增加，简单直井、定向井已无法满足产量要求，越来越多分支井、水平井、大位移井钻井技术得到推广应用，这对钻井液的性能，特别是润滑减阻性能提出了很大挑战。
目前国内外常用的测量钻井液润滑性能和钻井液泥饼降摩阻性能的仪器主要是EP极压润滑仪、泥饼粘滞系数仪和泥饼黏附系数仪。其中极压润滑仪主要模拟钻杆在加压状态下与套管在钻井液浸泡下的摩阻改善情况，但无法反映钻杆与井壁泥饼之间的摩阻情况；泥饼粘滞系数仪主要模拟在起下钻过程中钻杆与井壁泥饼之间的粘滞和摩阻情况，但无法反映钻进过程中旋转的钻杆与井壁泥饼之间的摩阻情况；泥饼粘附系数仪主要测试钻井液浸泡下粘附盘加压后与泥饼之间形成的粘附系数，主要模拟钻井液防粘附卡钻性能，但采用的是粘附圆盘与泥饼接触，与实际情况不符；因此亟需一种新型的实验装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，能够较为真实的模拟出实际工作中钻杆与钻井液泥饼之间的摩擦扭矩。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，包括：升降装置、钻杆模型、岩样砂盘、驱动装置和扭矩传感器，所述岩样砂盘固定设置于所述升降装置的升降端面，所述驱动装置的输出轴通过两个传动装置传动连接于所述钻杆模型的中心轴的两端，所述钻杆模型设置于所述岩样砂盘的上方，所述岩样砂盘在所述升降装置的作用下能够向所述钻杆模型移动，所述扭矩传感器连接于所述驱动装置上。
优选的，还包括砂盘固定器，所述砂盘固定器固定设置于所述升降装置的升降端面，所述砂盘固定器上设置夹持器，所述夹持器能够加持并固定所述岩样砂盘。
优选的，还包括计算机，所述计算机与所述扭矩传感器电连接，所述计算机上安装有扭矩监测软件。
优选的，所述传动装置为皮带轮。
优选的，所述升降装置上设有扭矩表，所述扭矩表与所述扭矩传感器电连接，所述扭矩表用于显示所述扭矩传感器测量到的扭矩值。
优选的，所述升降装置为全自动液压机。
优选的，所述升降装置上设有压力表，所述压力表用于显示所述升降装置的升降端面施加给所述钻杆模型的压力值。
优选的，所述升降装置上设置有一底座，所述底座上固定设置有两个竖直的支撑杆，所述钻杆模型中心轴的两端分别转动连接于两个所述支撑杆上。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型提供了一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其中，钻杆模型用于模拟真实情况下的钻杆的转动，升降装置驱动岩样砂盘靠近并以特定的压力接触转动的钻杆模型，岩样砂盘表面附着的钻井液泥饼与钻杆模型接触并产生摩擦扭矩，摩擦扭矩通过传动装置反馈给扭矩传感器，因此，本申请提供的测试装置能够较为真实的模拟出实际工作中的钻杆与钻井液泥饼之间的摩擦扭矩，进而计算出钻井液的润滑效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置的结构示意图；
图中：1-升降装置、2-底座、3-升降端面、4-砂盘固定器、5-岩样砂盘、6-钻杆模型、7-中心轴、8-从动轮、9-皮带、10-主动轮、11-驱动装置、12-支撑杆、13-压力表、14-扭矩传感器、15-计算机、16-扭矩表。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，以解决现有技术存在的问题，能够较为真实的模拟出实际工作中的钻杆与钻井液泥饼之间的摩擦扭矩。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型提供一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，如图1所示，包括：升降装置1、钻杆模型6、岩样砂盘5、驱动装置11和扭矩传感器14，岩样砂盘5固定设置于升降装置1的升降端面3，驱动装置11的输出轴通过两个传动装置传动连接于钻杆模型6的中心轴7的两端，驱动装置11用于驱动钻杆模型6绕自身轴线转动，钻杆模型6用于模拟真实情况下的钻杆的转动过程，钻杆模型6设置于岩样砂盘5的上方，岩样砂盘5在升降装置1的作用下能够向钻杆模型6移动，升降装置1用于调节钻杆模型6与岩样砂盘5之间的压力值，扭矩传感器14连接于驱动装置11上，扭矩传感器14的输入端与驱动装置11的输出端连接，扭矩传感器14用于测量钻杆模型6的扭矩，本装置的试验场景较为符合真实情况下钻杆与井壁之间的作用关系，因此，本申请提供的装置能够较为真实的模拟出实际工作中的钻杆与钻井液泥饼之间的摩擦扭矩。
进一步的，还包括砂盘固定器4，砂盘固定器4固定设置于升降装置1的升降端面3，砂盘固定器4上设置夹持器，夹持器能够加持并固定岩样砂盘5，防止岩样砂盘5与钻杆模型6接触过程中发生移动影响扭矩的测量。
进一步的，还包括计算机15，计算机15与扭矩传感器14电连接，计算机15上安装有扭矩监测软件，计算机15用于记录并保存扭矩值，以便于后续分析评价不同润滑剂形成的钻井液泥饼对钻井液润滑性能的改善情况。
进一步的，传动装置为皮带轮，所述皮带轮由主动轮10、从动轮8和皮带9组成。
进一步的，升降装置1上设有扭矩表16，扭矩表16与扭矩传感器14电连接，扭矩表16用于显示扭矩传感器14测量到的扭矩值。
进一步的，升降装置1为全自动液压机，通过改变升降装置1对钻杆模型6所施加的压力，可以获得不同压力下钻杆模型6与岩样砂盘5上的钻井液泥饼之间的扭矩和摩阻关系。
进一步的，升降装置1上设有压力表13，压力表13用于显示升降装置1的升降端面3施加给钻杆模型6的压力值。
进一步的，升降装置1上设置有一底座2，底座2上固定设置有两个竖直的支撑杆12，钻杆模型中心轴7的两端分别转动连接于两个支撑杆12上。
在本申请中，岩样砂盘5用于模拟井壁，在进行测试之前，需要使用PPT封堵仪，在500psi的压差和与要模拟的地层相应的温度条件下，使钻井液在岩样砂盘5表面形成致密的泥饼，然后使用该带有钻井液泥饼的岩样砂盘5进程测试，使得试验结果更加准确。
扭矩传感器14与驱动装置11的输出端的连接方式可选取现有的采用联轴器连接的方式，扭矩传感器14的两端分别通过联轴器与驱动装置11的输出端和负载装置的输入端连接。
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：包括：升降装置、钻杆模型、岩样砂盘、驱动装置和扭矩传感器，所述岩样砂盘固定设置于所述升降装置的升降端面，所述驱动装置的输出轴通过两个传动装置传动连接于所述钻杆模型的中心轴的两端，所述钻杆模型设置于所述岩样砂盘的上方，所述岩样砂盘在所述升降装置的作用下能够向所述钻杆模型移动，所述扭矩传感器的输入端连接于所述驱动装置的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：还包括砂盘固定器，所述砂盘固定器固定设置于所述升降装置的升降端面，所述砂盘固定器上设置夹持器，所述夹持器能够加持并固定所述岩样砂盘。
3.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：还包括计算机，所述计算机与所述扭矩传感器电连接，所述计算机上安装有扭矩监测软件。
4.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：所述传动装置为皮带轮。
5.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：所述升降装置上设有扭矩表，所述扭矩表与所述扭矩传感器电连接，所述扭矩表用于显示所述扭矩传感器测量到的扭矩值。
6.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：所述升降装置为全自动液压机。
7.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：所述升降装置上设有压力表，所述压力表用于显示所述升降装置的升降端面施加给所述钻杆模型的压力值。
8.根据权利要求1所述的模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置，其特征在于：所述升降装置上设置有一底座，所述底座上固定设置有两个竖直的支撑杆，所述钻杆模型中心轴的两端分别转动连接于两个所述支撑杆上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021498560.1U CN212432393U (zh) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | 一种模拟钻杆与钻井液泥饼之间动态摩阻扭矩的测试装置 |
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| CN212432393U true CN212432393U (zh) | 2021-01-29 |
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| CN (1) | CN212432393U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113624675A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 | 一种油气井钻进高温高压动态摩阻模拟检测方法 |
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2020
- 2020-07-24 CN CN202021498560.1U patent/CN212432393U/zh not_active Expired - Fee Related
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