一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统，包括旋扭机构及测试机构；旋扭机构包括中心筒、转动盘、压盖、支撑板，转动盘套设固定在中心筒上，压盖及支撑板配合将转动盘合围在压盖及支撑板中间，转动盘与压盖及支撑板之间均设有滑动模块，滑动模块使得中心筒带动转动盘能相对于压盖及支撑板转动，中心筒顶部与旋扭冲击器下端连接；测试机构包括传感器模块、数据采集模块及上位机，传感器模块采集中心筒的周向往复冲击频率、位移和加速度，传感器模块采集的信号传输给数据采集模块，数据采集模块将数据传输到上位机并进行存储与处理。本发明专利技术便捷易操作，能快速高效完成工具井口测试。

A wellhead testing system for the performance of rotary torsional impactor

【技术实现步骤摘要】
一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统
本专利技术属于石油天然气钻探
，尤其涉及一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统。
技术介绍
随着浅部油气藏的勘探开发步入中后期，深井、超深井的需求逐渐增加。而在深部钻进过程中，钻遇复杂难钻地层比例逐年增大。由于PDC钻头的粘滑效应，造成PDC钻头失效快，寿命短，机械钻速低，这极大限制了PDC钻头的使用范围，并提高深井钻井成本。为了解决这个问题，国内外研发了旋扭冲击器。其工作原理为通过内部独特的流道结构，将钻井液的流体能量转换成周向的、高频的、低幅度的、均匀稳定的周向往复机械冲击力，并直接传递给PDC钻头。该工具能够消除PDC钻头在深井、超深井难钻地层的粘滑问题，提高PDC钻头破岩能量传递效率，延长钻头的使用寿命，提高机械钻速，降低钻井成本，缩短钻井周期。钻井现场做一次起下钻都需要较多的时间、较高的成本，为了保证工具入井后能够正常工作，需要利用井场的高压泥浆泵对工具做入井前性能测试，但目前国内外还未有能够完成旋扭冲击器井口测试的测试系统。因此，为了快速高效完成工具井口测试，有必要研发一种便捷易操作的旋扭冲击器工作性能井口测试系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便捷易操作的旋扭冲击器工作性能井口测试系统。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统，包括旋扭机构及测试机构；所述旋扭机构包括中心筒、转动盘、压盖、支撑板，所述中心筒为中空筒状结构，所述转动盘套设固定在所述中心筒上，所述压盖及支撑板均套设在所述中心筒上，且所述压盖位于所述转动盘的上方，所述支撑板位于所述转动盘的下方，且所述压盖及支撑板配合将所述转动盘合围在所述压盖及支撑板中间，所述转动盘与所述压盖及支撑板之间均设有滑动模块，所述滑动模块使得所述中心筒带动所述转动盘能相对于所述压盖及支撑板转动，所述中心筒顶部设有公扣接头，所述公扣接头与旋扭冲击器下端母扣连接；所述测试机构包括传感器模块、数据采集模块及上位机，所述传感器模块通过支撑机构固定设置在所述中心筒侧壁上，所述传感器模块采集所述中心筒的周向往复冲击频率、位移和加速度，所述传感器模块采集的信号传输给所述数据采集模块，所述数据采集模块将数据传输到上位机并进行存储与处理。进一步的，所述滑动模块包括滑轨及滚珠，所述转动盘的顶面及其相对的压盖底面上均设有滑轨，所述滚珠位于一对所述滑轨之间；所述转动盘的底面及其相对的支撑板顶面上均设有滑轨，所述滚珠位于一对所述滑轨之间。进一步的，所述支撑机构为L型支撑杆，所述传感器模块固定设置在所述支撑杆一端，所述支撑杆另一端与所述中心筒侧壁固定连接。进一步的，所述压盖为瓶盖状结构，且开口端径向向外延伸形成连接板结构，所述压盖通过连接板与所述支撑板螺栓连接。进一步的，所述支撑板底面设有固定块。进一步的，所述传感器模块包括频率传感器、位移传感器、加速度传感器。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术的旋扭机构及测试机构构成测试系统，且转动盘套设固定在中心筒上，压盖及支撑板配合将转动盘合围在压盖及支撑板中间，转动盘与压盖及支撑板之间的滑动模块使得中心筒带动转动盘能相对于压盖及支撑板转动，从而形成一个能够周向往复运动，由于中心筒顶部与旋扭冲击器下端连接，通过测试中心筒周向往复冲击频率、位移、加速度以及计算得到的冲击力，即能反映旋扭冲击器周向往复冲击频率、位移、加速度和冲击力，采集的信号通过数据采集模块进行采集，并上传到上位机存储及处理。附图说明以下将结合附图和实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。图1为本专利技术实施例提供的旋扭冲击器工作性能井口测试系统的结构示意图；具体实施方式首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本专利技术的更多其他实施例。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面就结合图1来具体说明本专利技术。实施例1图1为本专利技术实施例提供的旋扭冲击器工作性能井口测试系统的结构示意图；如图1所示，本实施例提供的一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统，包括旋扭机构及测试机构；所述旋扭机构包括中心筒1、转动盘2、压盖3、支撑板4，所述中心筒1为中空筒状结构，所述转动盘2套设固定在所述中心筒1上，所述压盖3及支撑板4均套设在所述中心筒1上，且所述压盖3位于所述转动盘2的上方，所述支撑板4位于所述转动盘2的下方，且所述压盖3及支撑板4配合将所述转动盘2合围在所述压盖3及支撑板4中间，所述转动盘2与所述压盖3及支撑板4之间均设有滑动模块，所述滑动模块使得所述中心筒1带动所述转动盘2能相对于所述压盖3及支撑板4转动；所述测试机构包括传感器模块5、数据采集模块6及上位机7，所述传感器模块5通过支撑机构固定设置在所述中心筒侧壁上，所述传感器模块采集所述中心筒的周向往复冲击频率、位移和加速度，所述传感器模块5采集的信号传输给所述数据采集模块6，所述数据采集模块6将数据传输到上位机7；所述传感器模块由频率传感器、位移传感器和加速度传感器组成，频率传感器功能是为了检测旋扭冲击器的往复冲击频率，位移传感器功能是为了检测旋扭冲击器的往复运动位移，加速度传感器功能是为了检测旋扭冲击器往复运动的加速度，通过加速度和运动位移即可计算得到周向冲击力；所述中心筒与旋扭冲击器通过丝扣连接，通过测试中心筒周向往复冲击频率、位移、加速度以及计算得到的冲击力，即能反映旋扭冲击器周向往复冲击频率、位移、加速度和冲击力；数据采集模块6采用LR8400-21型数据采集处理仪，作用是采集传感器模块5传来的信号并将信号数据化，并传至上位机7；上位机7采用便携式笔记本电脑，作用是存储与处理数据。更进一步的，可以在本实施例中考虑，所述滑动模块包括滑轨及滚珠8，所述转动盘2的顶面及其相对的压盖3底面上均设有滑轨(图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统，其特征在于：包括旋扭机构及测试机构；所述旋扭机构包括中心筒、转动盘、压盖、支撑板，所述中心筒为中空筒状结构，所述转动盘套设固定在所述中心筒上，所述压盖及支撑板均套设在所述中心筒上，且所述压盖位于所述转动盘的上方，所述支撑板位于所述转动盘的下方，且所述压盖及支撑板配合将所述转动盘合围在所述压盖及支撑板中间，所述转动盘与所述压盖及支撑板之间均设有滑动模块，所述滑动模块使得所述中心筒带动所述转动盘能相对于所述压盖及支撑板转动，所述中心筒顶部设有公扣接头，所述公扣接头与旋扭冲击器下端母扣连接；所述测试机构包括传感器模块、数据采集模块及上位机，所述传感器模块通过支撑机构固定设置在所述中心筒侧壁上，所述传感器模块采集所述中心筒的周向往复冲击频率、位移和加速度，所述传感器模块采集的信号传输给所述数据采集模块，所述数据采集模块将数据传输到上位机并进行存储与处理。

【技术特征摘要】
1.一种旋扭冲击器工作性能井口测试系统，其特征在于：包括旋扭机构及测试机构；所述旋扭机构包括中心筒、转动盘、压盖、支撑板，所述中心筒为中空筒状结构，所述转动盘套设固定在所述中心筒上，所述压盖及支撑板均套设在所述中心筒上，且所述压盖位于所述转动盘的上方，所述支撑板位于所述转动盘的下方，且所述压盖及支撑板配合将所述转动盘合围在所述压盖及支撑板中间，所述转动盘与所述压盖及支撑板之间均设有滑动模块，所述滑动模块使得所述中心筒带动所述转动盘能相对于所述压盖及支撑板转动，所述中心筒顶部设有公扣接头，所述公扣接头与旋扭冲击器下端母扣连接；所述测试机构包括传感器模块、数据采集模块及上位机，所述传感器模块通过支撑机构固定设置在所述中心筒侧壁上，所述传感器模块采集所述中心筒的周向往复冲击频率、位移和加速度，所述传感器模块采集的信号传输给所述数据采集模块，所述数据采集模块将数据传输到上位机并进行存储与处理。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新勇，付潇，李东杰，陈新海，滑东，王金帅，韩煦，江尧，何悦峰，于建涛，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12