一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，該測試裝置包括：整體支撐架、液壓泵、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、可移動測試井筒。其中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)安裝固定在整體支撐架上，由驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，液壓泵通過水龍帶與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)連接，模擬泥漿流過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)部流道，可移動測試井筒位于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)翼肋位置，可判斷翼肋推出的位置及力的大小，分析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向能力。
【專利說明】一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實用新型涉及鉆井工具測試裝置領(lǐng)域的一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]目前，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在國內(nèi)外鉆井行業(yè)的應(yīng)用日趨增多，取得了巨大的經(jīng)濟效益，國內(nèi)有多家研究機構(gòu)開展了這方面的工作，目前多數(shù)處在實驗室階段。國外，斯倫貝謝、貝殼休斯等大型石油儀器公司能夠提供系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)服務(wù)和商業(yè)化的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。國內(nèi)由于起步較晚，各個研究機構(gòu)的技術(shù)水平參差不齊，自行研制、仿制的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)工作過程中出現(xiàn)故障的頻率較高，給實際的鉆井生產(chǎn)帶來了不必要的損失，部分甚至延誤鉆井工期，直接影響了國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的使用和產(chǎn)業(yè)化進程。因此有必要研制一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，以保證在實際應(yīng)用中不出現(xiàn)故障。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一套實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)單元及整體性能測試，為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等工作提供強有力的技術(shù)保障的全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置。
[0007]本實用新型的一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，包括支撐架、液壓泵、驅(qū)動裝置、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、可移動測試井筒和鉆鋌連接器，其中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)包括筒體和設(shè)置在筒體上的驅(qū)動短節(jié)、導(dǎo)向頭短節(jié)，導(dǎo)向頭短節(jié)帶有導(dǎo)向翼肋推出機構(gòu)，其特征是:可移動測試井筒套在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向翼肋推出區(qū)域，并在可移動測試井筒的內(nèi)筒壁上安裝測量應(yīng)變片，在可移動測試井筒的外筒壁上設(shè)有支撐架，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的中部由支撐架支撐并構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的一端通過上接頭與鉆鋌頭部連接器連接，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的另一端通過下接頭與鉆鋌尾部連接器連接，鉆鋌頭部連接器和鉆鋌尾部連接器固定在支撐架上，鉆鋌頭部連接器、上接頭、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)筒體和可移動測試井筒套、下接頭、鉆鋌尾部連接器保持在同一軸線上，驅(qū)動裝置與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)驅(qū)動配合，液壓泵通過輸液管線與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)連接。
[0008]所述驅(qū)動裝置通過皮帶輪與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)相連，驅(qū)動裝置配備剎車器。
[0009]上述方案還包括:鉆鋌頭部連接器和鉆鋌尾部連接器、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)筒體的支撐架均通過支撐座與底座連接。
[0010]所述支撐座及鉆鋌連接器由無磁材料制作。
[0011]該測試裝置的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)安裝支撐架上，由驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，液壓泵通過水龍帶與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)連接，模擬泥漿流過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)部流道，可移動測試井筒位于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)翼肋位置，可判斷翼肋推出的位置及力的大小，分析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向能力。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:通過模擬井下實際工況，開展發(fā)電機功能測試、系統(tǒng)氣密性測試、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)響應(yīng)、工具全尺寸流體試驗等旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)單元及整體性能測試，完成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)各個關(guān)鍵部件及整機可靠性評價，進行系統(tǒng)的優(yōu)化改進，加快旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的研發(fā)進度，降低上井故障率。[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0014]圖1是一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2是圖1的主視結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖中:
[0017]I本體支撐架2液壓站3驅(qū)動裝置
[0018]4可移動測試井筒5旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)6水龍帶
[0019]7上接頭8下接頭9頭部支撐座
[0020]10中間支撐座11中間支撐座12尾部支撐座
[0021]13中間底座14上組件15頭部底座
[0022]16皮帶連接部件17鉆鋌頭部連接器 18下組件
[0023]19尾部底座20固定部件21鉆鋌尾部連接器
[0024]22皮帶輪
[0025]【具體實施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖1、2對本實用新型作出進一步描述。
[0027]圖1為全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置各部分連接示意圖，該裝置包括:旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的本體支撐架1、液壓泵(站)2、驅(qū)動裝置3、可移動測試井筒4和。其中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5安裝固定在本體支撐架I上，由驅(qū)動裝置3帶動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5旋轉(zhuǎn)，液壓站2通過水龍帶6與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)連接，模擬泥漿流過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5內(nèi)部流道，可移動測試井筒4位于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5翼肋位置，用于判斷翼肋推出的位置及力的大小，分析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向能力。
[0028]圖1中的液壓站2通過水龍帶6、鉆鋌連接器17上接頭7與本體支撐架I上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5連接，可輸出流量達35 L/s，模擬泥漿高速流過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5的內(nèi)部流道，由于整個系統(tǒng)為密閉環(huán)境 ，水龍帶6與鉆鋌連接器17之間的密封參照鉆井設(shè)備標準制作。
[0029]圖1中驅(qū)動裝置3使用功率大于40kw的電機，通過皮帶輪22與本體支撐架I上的頭部支撐座9相連，驅(qū)動裝置3可帶動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5模擬鉆井過程中轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速0-120rpm勻速轉(zhuǎn)動，
[0030]考慮到旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5在工作時翼肋支出或者意外，在驅(qū)動裝置3配合安裝緊急剎車器，用以緊急剎車模擬粘滑，選用電機時考慮過電流保護能力，確保電機正常工作。
[0031]圖1中可移動測試井筒4是在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)翼肋推出區(qū)域的不銹鋼筒壁上安裝測量應(yīng)變片，測量旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)工作時翼肋推出的位置及力的大小，可移動測試井筒4的翼肋檢測精度小于5°。
[0032]圖2中，本體支撐架I包括:頭部支撐座9、中間支撐座10、11 ;尾部支撐座12。其中頭部支撐座9由頭部底座15、皮帶連接部件16、鉆鋌頭部連接器17組成，底座15由混凝土制作，固定在平整地面上，皮帶連接部件16利用鋼釘楔入固定在底座15上，鉆鋌連接器17由無磁鋼制作，兩頭分別接入水龍帶6與上接頭7，鉆鋌連接器17兩端扣型設(shè)計與水龍帶6與上接頭7的扣型相對應(yīng)。由于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5包括驅(qū)動短節(jié)(發(fā)電機短節(jié)、專用馬達)、導(dǎo)向頭短節(jié)等部分，整個系統(tǒng)長度超過10米，為了保證整個系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)過程中的安全，設(shè)計2個中間支撐座10、11 ;中間支撐座10、11由中間底座13、下組件18、上組件14組成，中間底座13也是由混凝土制作，固定在平整地面上，下組件18利用可調(diào)整螺絲固定在中間底座13上，下組件18與上組件14利用螺絲固定，組成一個整體，可放置旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5。尾部支撐座12由尾部底座19、固定部件20、鉆鋌尾部連接器21組成，固定部件20用可調(diào)整螺絲固定在尾部底座19上，鉆鋌尾部連接器21由無磁鋼制作，鉆鋌尾部連接器21的扣型可固定，通過下接頭8與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5連接。
[0033]結(jié)合圖1與圖2說明旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5的安裝過程。先調(diào)節(jié)尾部支撐座12上固定部件20的可調(diào)整螺絲，安裝與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)扣型一致的下接頭8 ;同時在頭部支撐座9的鉆鋌頭部連接器17上安裝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)扣型一致的上接頭7 ;上扣時需要特殊的可移動的上扣機，可以施加足夠大的扭矩，保證其不脫扣，并且還要起到密封效果；由于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5重量超過I噸，必須采用合適的航吊進行運輸，打開中間支撐座10、11的上組件14，將旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5吊裝至本體支撐架I上，使用上扣機分別上緊上接頭7、下接頭8 ;使用驅(qū)動裝置3低速旋轉(zhuǎn)觀察確定旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5平穩(wěn)轉(zhuǎn)動后，安裝并固定中間支撐座10、11的上組件14 ;推入可移動測試井筒4，放置于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)5翼肋位置；最后固定尾部支撐座12。
【權(quán)利要求】
1.一種全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，包括支撐架、液壓泵、驅(qū)動裝置、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)、可移動測試井筒和鉆鋌連接器，其中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)包括筒體和設(shè)置在筒體上的驅(qū)動短節(jié)、導(dǎo)向頭短節(jié)，導(dǎo)向頭短節(jié)帶有導(dǎo)向翼肋推出機構(gòu)，其特征是:可移動測試井筒套在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向翼肋推出區(qū)域，并在可移動測試井筒的內(nèi)筒壁上安裝測量應(yīng)變片，在可移動測試井筒的外筒壁上設(shè)有支撐架，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的中部由支撐架支撐并構(gòu)成旋轉(zhuǎn)配合，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的一端通過上接頭與鉆鋌頭部連接器連接，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的另一端通過下接頭與鉆鋌尾部連接器連接，鉆鋌頭部連接器和鉆鋌尾部連接器固定在支撐架上，鉆鋌頭部連接器、上接頭、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)筒體和可移動測試井筒套、下接頭、鉆鋌尾部連接器保持在同一軸線上，驅(qū)動裝置與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)驅(qū)動配合，液壓泵通過輸液管線與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，其特征是:驅(qū)動裝置通過皮帶輪與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)相連，驅(qū)動裝置配備剎車器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，其特征是:鉆鋌頭部連接器和鉆鋌尾部連接器、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)筒體的支撐架均通過支撐座與底座連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測試裝置，其特征是:所述支撐座及鉆鋌連接器由無磁材料制作。
【文檔編號】G01M99/00GK203758763SQ201420080235
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】楊錦舟, 施斌全, 肖紅兵, 吳仲華, 楊全進, 朱杰然, 崔海波, 蔡文軍, 唐海全 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院