一种模拟气体钻井钻具工作机理的试验方法

摘要

本发明涉及用于石油天然气钻井中的一种模拟气体钻井钻具工作机理的试验方法，它包括气体钻井钻具冲蚀磨损试验方法，气体钻井钻具受力试验方法和气体钻井钻具疲劳断裂试验方法，所述气体钻井钻具冲蚀磨损试验方法，采用以下步骤：1、试验前先将试验井架固定在水泥基础上，称出试验前试验段钻具重量；2、开启风机的不同组合，调节控制试验所需风压和风量；3、试验一段时间后停止送风，记录下此时时刻δ2；4、将试验段钻具取出再称重量，这样就可以得出单位时间内试验段钻具的磨损量。本发明为研究气体钻井钻具冲蚀磨损、受力、疲劳断裂失效等气体钻井过程中遇到的气体钻井钻具工作机理相关问题提供了方便的试验方法。

主权项

一种模拟气体钻井钻具工作机理的试验方法，包括气体钻井钻具冲蚀磨损试验方法，气体钻井钻具受力试验方法和气体钻井钻具疲劳断裂试验方法，其特征在于：所述气体钻井钻具冲蚀磨损试验方法，采用以下步骤：①试验前先将试验井架（7）固定在水泥基础（1）上，称出试验前试验段钻具（2）重量；②开启风机的不同组合，调节控制试验所需风压和风量，并记录下试验开始时开启风机时刻δ1，送料器（17）的砂粒在风力作用下进入管道由空气带入试验装置底部大肚子（3），冲刷试验段钻具（2）后进入旋风分离器（16），砂粒沉积后再进入装置循环使用；③试验一段时间后停止送风，记录下此时时刻δ2；④将试验段钻具（2）取出再称重量，这样就可以得出单位时间内试验段钻具（2）的磨损量；⑤重复上述过程可找出气体钻井钻具冲蚀磨损量的相关规律；所述气体钻井钻具受力试验方法，采用以下步骤：①开启液压站（13），起钻；②调节调速阀（41）使之保持一个合适的钻进速度，调节调压阀（38）手柄改变钻压；调节径向加压装置（14）给试验段钻具（2）施加径向力；③启动电动机（30）开启空压机（29）；④扭矩、钻速、钻压、径向施加的力、钻井进尺等试验数据由扭矩转速变送器（8），拉压力传变送器（10），位移变送器（11）变换并传送到遥测控制显示记录系统（31）显示并记录；⑤重复上述过程可找出气体钻井钻具受力的相关规律；所述气体钻井钻具疲劳断裂试验方法，采用以下步骤：①开启不同组合的风机进行气体钻井钻具冲蚀磨损试验；②开启液压站（13）进行气体钻井钻具受力试验，记下电机启动时时刻δ3；③当一根单根钻进完成后，必须先将试验段钻具（2）抬离水泥基础（1），停止上升、旋转，开始卸钻，记录下此时时刻δ4；打开对开式套管（4）加钻具，再重复上述过程即可；如果需要加砂，再将不同组合的风机打开从大肚子（3）中送入；④遥测控制显示记录系统（31）显示并记录试验段钻具（2）上同一点不同时刻的拉应力、弯曲应力和剪应力以及此三者随试验时间的变化而发生的变化；⑤重复上述过程直到试验段钻具（2）发生疲劳断裂可找出气体钻井钻具疲劳断裂及钻具寿命的相关规律。