一种钻柱粘滑振动参数的测试方法及装置

摘要

本发明提供一种钻柱粘滑振动参数的测试方法及装置，其特征在于，装置主要包括：液压支架、应变计、井架、柱塞、电机、传动齿轮、钻柱、第一滑动轴承、第二滑动轴承、井筒、移动夹持钳、高速摄像机、监测窗口、钻头、滑动支架和滑轨，在测试装置开始工作时，首先采用电机带动钻柱和钻头在井筒内旋转，然后通过液缸推动柱塞缓慢给钻头施加钻压，并采用高速摄像机对钻头的转动规律进行观测并记录，利用应变计测试施加到钻头上的钻压，从而获取不同转速下钻头粘滞所对应的钻压和钻头从粘滞到重新滑动所需的时间及钻头重新开始滑动的瞬间转动速度，确定钻柱在不同钻井工况下的粘滑振动参数。本发明适用于石油、天然气钻井技术研究领域。

主权项

一种钻柱粘滑振动参数的测试装置，其特征在于，主要包括：液压支架(2)、应变计(3)、井架(4)、柱塞(6)、电机(7)、传动齿轮(8)、钻柱(10)、第一滑动轴承(9)、第二滑动轴承(11)、井筒(12)、移动夹持钳(13)、高速摄像机(15)、监测窗口(16)、钻头(17)、岩芯(18)、滑动支架(21)和滑轨(22)；其中，带柱塞(6)的液缸(5)、电机(7)、第一滑动轴承(9)、第二滑动轴承(11)、井筒(12)、移动夹持钳(13)均与井架(4)连接；井架(4)可在液压支架(2)和滑动支架(21)的共同作用下旋转角度并定位，从而实现不同井斜角(0‑90°)下的钻进模拟；钻柱(10)、井筒(12)和钻头(17)的尺寸均按油田现场常用的井身结构通过相似性原理设计；电机(7)用于给整个测试装置提供动力，带动钻柱(10)(包括钻杆、钻铤及井下工具)和钻头(17)旋转；传动齿轮(8)用于传递电机(7)的动力；液压支架(2)固定于底座(1)上，可伸长缩短并定位，滑动支架(21)可在滑轨(22)内左右滑动；液缸(5)用于通过柱塞(6)和钻柱(10)给钻头(17)施加钻压，应变计(3)用于测量施加到钻头(17)上的钻压；第一接头(19)用于连接钻柱(10)和钻头(17)，第二接头(20)用于连接井筒(12)和岩芯槽(14)；移动夹持钳(13)可以在井架(4)上左右滑动，用于固定整个井筒(12)；第一滑动轴承(9)和第二滑动轴承(11)可在井架(4)上左右滑动，用于对整个钻柱(10)进行定位，钻柱(10)可在第一滑动轴承(9)和第二滑动轴承(11)内转动；高速摄像机(15)可通过监测窗口(16)观测并记录整个测试过程。