CN208000264U - 一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，包括液压机及依次设置在液压机的压力杆下侧的旋转圆盘、岩样砂盘和扭矩转换器，旋转圆盘通过圆盘支架与液压机的支杆连接，岩样砂盘能够相对于圆盘支架转动和上下移动，扭矩转换器通过砂盘平台固定设置在液压机的底座上，岩样砂盘用于放置钻井液泥饼，岩样砂盘通过砂盘固定器与扭矩转换器连接，扭矩转换器用于测量岩样砂盘的扭矩。本实用新型通过在动态环境下测试钻井液泥饼的摩阻情况，可以更真实地反映钻井液泥饼对润滑性能的影响。
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井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置。
背景技术
随着非常规油气资源的大力开发，大位移水平井的钻井数量也越来越多，对钻井液性能的要求也是越来越高。在大位移井、水平井钻进过程中，钻井液的润滑性能对整个钻井作业安全、高效地进行起着非常重要的作用。
目前，国内针对钻井液泥饼润滑性能的研究较少，很少再有新仪器或新方法对钻井液在井壁处产生的泥饼的润滑性能进行研究。当前评价钻井液泥饼润滑性能的装置和方法主要有两种，一种是粘滞系数测定仪，另一种是黏附系数测定仪；它们都是通过在一定压力和一定温度条件下，使钻井液在滤纸上产生泥饼，然后再对滤纸上的泥饼在静态环境下的润滑性能进行测试的；虽然两种方法操作简单和便捷，但是并不能真实地反应钻井液泥饼在井下动态情况下的润滑性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在动态环境下测试钻井液泥饼的摩阻情况以更真实地反映其润滑性能。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供了一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，包括液压机及依次设置在所述液压机的压力杆下侧的旋转圆盘、岩样砂盘和扭矩转换器，所述旋转圆盘通过圆盘支架与所述液压机的支杆连接，所述岩样砂盘能够相对于所述圆盘支架转动和上下移动，所述扭矩转换器通过砂盘平台固定设置在所述液压机的底座上，所述岩样砂盘用于放置钻井液泥饼，所述岩样砂盘通过砂盘固定器与所述扭矩转换器连接，所述扭矩转换器用于测量所述岩样砂盘的扭矩。
优选地，还包括计算机，所述计算机与所述扭矩转换器电连接，所述计算机上安装有扭矩监测软件。
优选地，所述岩样砂盘通过直线旋转衬套与所述圆盘支架连接，所述圆盘支架内侧设有电机，所述电机连接有主动轮，所述岩样砂盘通过滑键连接有从动轮，所述主动轮与所述从动轮通过皮带传动连接。
优选地，所述液压机上设有压力表，所述压力表用于显示所述液压机的压力杆施加给所述旋转圆盘的压力。
优选地，所述液压机上设有扭矩表，所述扭矩表用于显示所述扭矩转换器测量到的扭矩值。
优选地，所述砂盘固定器上设有通孔，所述岩样砂盘嵌套在所述通孔内，所述岩样砂盘的周向外壁与所述通孔的内壁之间设有间隙。
优选地，所述液压机为全自动液压机。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻测试装置可以用来模拟测试不同钻井液体系在井下情况下的摩阻情况，同时也可以用来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。与现有技术相比，本实用新型能够更加真实地反映在现场钻井过程中，井下钻井液泥饼的润滑性能，为优化钻井效率提供了帮助。
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为本实用新型模拟井下钻井液泥饼动态摩阻测试装置的整体结构示意图；
图2为图1中A处的局部结构示意图；
图3为图1中B处的局部结构示意图；
其中：1-液压机，2-压力杆，3-旋转圆盘，4-岩样砂盘，5-扭矩转换器，6-圆盘支架，7-支杆，8-砂盘平台，9-底座，10-钻井液泥饼，11-砂盘固定器，12-计算机，13-直线旋转衬套，14-电机，15-皮带，16-压力表，17-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井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在动态环境下测试钻井液泥饼的摩阻情况以更真实地反映其润滑性能。
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。
如图1至图3所示：本实施例提供了一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，包括液压机1及依次设置在所述液压机1的压力杆2下侧的旋转圆盘3、岩样砂盘4和扭矩转换器5。所述液压机1优选为全自动液压机，可通过全自动液压机的控制面板设定其压力杆2的下压力。
所述旋转圆盘3通过圆盘支架6与所述液压机1的支杆7连接，所述岩样砂盘4能够相对于所述圆盘支架6转动和上下移动，优选地，所述岩样砂盘4通过直线旋转衬套13与所述圆盘支架6连接。所述圆盘支架6内侧设有电机14，所述电机14连接有主动轮，所述岩样砂盘4通过滑键连接有从动轮，从动轮能够沿岩样砂盘4的轴向自由移动，所述主动轮与所述从动轮通过皮带15传动连接，电机14优选为伺服电机，以控制电机14的旋转速度转矩，电机14通过主动轮、皮带15和从动轮从而可以设定的转速和转矩带动岩样砂盘4相对于圆盘支架6旋转。压力杆2下行可驱动旋转圆盘3相对于圆盘支架6上下移动。
所述扭矩转换器5通过砂盘平台8固定设置在所述液压机1的底座9上，所述扭矩转换器5用于测量所述岩样砂盘4的扭矩。所述岩样砂盘4用于放置钻井液泥饼10，所述岩样砂盘4通过砂盘固定器11与所述扭矩转换器5连接，所述砂盘固定器11上设有通孔，所述岩样砂盘4嵌套在所述通孔内，所述岩样砂盘4的周向外壁与所述通孔的内壁之间设有间隙，以使岩样砂盘4可相对于砂盘固定器11旋转，以便于将旋转力矩传递给扭矩转换器5，以便于测量。
所述液压机1上设有压力表16和扭矩表17，所述压力表16用于显示所述液压机1的压力杆2施加给所述旋转圆盘3的压力；所述扭矩表17用于显示所述扭矩转换器5测量到的扭矩值。所述扭矩转换器5还通过电缆连接有计算机12，所述计算机12上安装有扭矩监测软件。
在本实施例中，岩样砂盘4用于模拟井壁，在进行测试之前，需要使用动态高温高压失水仪，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4表面形成致密的泥饼。然后即可使用该带有钻井液泥饼10的岩样砂盘4进程测试。
本实施例的操作过程如下：
将压制好的带有钻井液泥饼10的岩样砂盘4水平地放置在砂盘平台8上，并利用砂盘固定器11将砂盘固定，打开液压机1并设置一定的下压力(如10kN)，启动液压机1和电机14，电机14带动旋转圆盘3以设定的转速(如10r/min)和转矩(如100Nm)旋转，液压机1的压力杆2就会缓慢地推动旋转圆盘3压向钻井液泥饼10，最终旋转圆盘3也会以相同的压力与钻井液泥饼10相互作用，与此同时，旋转圆盘3会带动岩样砂盘4偏转一定角度，扭矩转换器5就会产生一个扭矩，该扭矩值可通过扭矩表17显示出来，计算机12上的扭矩监测软件也会记录该扭矩值，既可测试出该钻井液泥饼10在该设定压力下的扭矩大小，通过计算可得出该钻井液泥饼10的摩阻。最后，关闭液压机1和电机14，使钻井液泥饼10和旋转圆盘3、旋转圆盘3和下压杆相互分离，实验结束。
本说明书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 (7)
1.一种模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：包括液压机及依次设置在所述液压机的压力杆下侧的旋转圆盘、岩样砂盘和扭矩转换器，所述旋转圆盘通过圆盘支架与所述液压机的支杆连接，所述岩样砂盘能够相对于所述圆盘支架转动和上下移动，所述扭矩转换器通过砂盘平台固定设置在所述液压机的底座上，所述岩样砂盘用于放置钻井液泥饼，所述岩样砂盘通过砂盘固定器与所述扭矩转换器连接，所述扭矩转换器用于测量所述岩样砂盘的扭矩。
2.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：还包括计算机，所述计算机与所述扭矩转换器电连接，所述计算机上安装有扭矩监测软件。
3.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：所述岩样砂盘通过直线旋转衬套与所述圆盘支架连接，所述圆盘支架内侧设有电机，所述电机连接有主动轮，所述岩样砂盘通过滑键连接有从动轮，所述主动轮与所述从动轮通过皮带传动连接。
4.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：所述液压机上设有压力表，所述压力表用于显示所述液压机的压力杆施加给所述旋转圆盘的压力。
5.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：所述液压机上设有扭矩表，所述扭矩表用于显示所述扭矩转换器测量到的扭矩值。
6.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：所述砂盘固定器上设有通孔，所述岩样砂盘嵌套在所述通孔内，所述岩样砂盘的周向外壁与所述通孔的内壁之间设有间隙。
7.根据权利要求1所述的模拟井下钻井液泥饼动态摩阻的测试装置，其特征在于：所述液压机为全自动液压机。
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