【技术实现步骤摘要】
耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置
[0001]本专利技术属于海洋石油装备工程领域，具体涉及耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置。
技术介绍
[0002]现有隔水管用于连接底部防喷器和顶部钻探装置，内部导入有钻具和套管构成泥浆循环通道，外部承受波浪、海流、地震等复杂恶劣的环境荷载，薄弱易损且成本较大。此外，随着水深增加，常规钻井隔水管系统愈加庞大，对钻井平台和锚泊系统承载能力的要求愈加严格，同时地层压力窗口过窄、钻井液用量增加、钻机设备承载更苛刻、套管使用量过大等问题也愈加突出，诸多因素限制深水钻井从而增加项目风险和技术成本。
[0003]无隔水管钻探是新型钻井技术，钻柱裸露在海水中，大大减少浮式钻井装置承重，有效降低钻井成本，可解决复杂海底条件下钻井难题。在海上石油和天然气钻井作业中，涡激振动给科学钻探无隔水管钻井作业以及所有涉及石油和天然气勘探的钻井作业的初始阶段带来了问题。涡激振动频率接近立管的固有频率时，会出现“锁定”共振现象，从而导致振幅增强并加速疲劳破坏，引起管道破裂和泄露，造成...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置，包括放置于波浪流联合水槽内的钻柱模型、荷载激励设备、钻井液循环装置和数据监测传感装置，其特征在于：荷载激励设备连接于无隔水管钻柱顶端，钻柱模型及钻井液循环装置连接有数据监测传感装置，钻井液循环装置通过可伸缩套管与钻柱模型连接，钻柱模型通过钻柱模型底部连接的万向接头嵌入旋转轴承内，并通过高强螺栓和螺母连接在支撑装置底部的固定板上。2.根据权利要求1所述耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置，其特征在于：所述荷载激励设备包括步进式调速电机、电动液压装置及施力绞盘；步进式调速电机的转动端连接于钻柱模型上，显示并精确调节转速；步进式调速电机的固定端连接电动液压装置，电动液压装置对钻柱模型实施轴向激振；电动液压装置及施力绞盘之间安装有数据监测传感装置。3.根据权利要求1或2任一所述耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置，其特征在于：数据监测传感装置包括光纤光栅应变传感器、光纤滑环、光纤光栅解调仪、工作站、三向力传感器和载荷放大器，三向力传感器顶端连接钢丝绳，钢丝绳透过固定板并绕过定滑轮，缠绕在在施力绞盘上，电动液压装置上端连接三向力传感器，通过载荷放大器并连接工作站，实现横向、顺流向及轴向力的实时精准测量；光纤光栅解调仪一端连接光纤光栅传感器，另一端连接于工作站，光纤滑环放置于步进式调速电机转动端与固定端交界处，通过光纤滑环实现试验系统转动端向固定端的应变、位移数据传递。4.根据权利要求1所述耦合钻井液循环的复合材料无隔水管钻柱振动试验装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：娄敏，王宇，李想，张珈翊，王森，
申请(专利权)人：威海纳川管材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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